Cuando se graduó en Dartmouth, Just se enfrentó a los mismos problemas que tenían todos los graduados universitarios negros de su época: por muy brillantes que fueran o por muy altas que fueran sus calificaciones, era casi imposible que los negros se convirtieran en miembros del profesorado de las universidades blancas. Just tomó lo que parecía ser la mejor opción disponible para él y aceptó un puesto de profesor en la históricamente negra Universidad de Howard en Washington, D.C. En 1907, Just comenzó a enseñar retórica e inglés, campos algo alejados de su especialidad. Sin embargo, en 1909 ya enseñaba no sólo inglés, sino también biología. En 1910, el presidente de Howard, Wilbur P. Thirkield, lo puso al frente de un departamento de biología recién creado y, en 1912, se convirtió en jefe del nuevo Departamento de Zoología, cargo que ocupó hasta su muerte en 1941. Al poco tiempo de comenzar su nombramiento en Howard, Just fue presentado a Frank R. Lillie, el jefe del Departamento de Zoología de la Universidad de Chicago. Lillie, que también era director del Laboratorio Biológico Marino (MBL) de Woods Hole (Massachusetts), invitó a Just a pasar el verano de 1909 como su asistente de investigación en el MBL. Durante este tiempo y posteriormente, los experimentos de Just se centraron principalmente en los huevos de los invertebrados marinos. Investigó la reacción de fecundación y los hábitos de reproducción de especies como Platynereis megalops, Nereis limbata y Arbacia punctulata. Durante los 20 años siguientes, Just pasó todos los veranos menos uno en el MBL.
Mientras estuvo en el MBL, Just aprendió a manejar los huevos y embriones de invertebrados marinos con habilidad y comprensión, y pronto su experiencia fue muy solicitada tanto por los investigadores jóvenes como por los más veteranos. En 1915, Just pidió una excedencia en Howard para matricularse en un programa académico avanzado en la Universidad de Chicago. Ese mismo año, Just, que se estaba ganando una reputación nacional como joven científico sobresaliente, fue el primer receptor de la Medalla Spingarn de la NAACP, que recibió el 12 de febrero de 1915. La medalla reconocía sus logros científicos y su «principal servicio a su raza». Comenzó su formación de posgrado con cursos en el MBL: en 1909 y 1910 tomó cursos de zoología de invertebrados y embriología, respectivamente, allí. Sus estudios continuaron en la Universidad de Chicago. Sus obligaciones en Howard retrasaron la finalización de sus cursos y la obtención del título de doctor. Sin embargo, en junio de 1916, Just recibió su título en zoología, con una tesis sobre la mecánica de la fertilización. De este modo, Just se convirtió en uno de los pocos negros que habían obtenido el título de doctor en una universidad importante. Cuando se doctoró en Chicago, ya había publicado varios artículos de investigación, tanto en solitario como en coautoría con Lillie. Durante su estancia en Woods Hole, Just pasó de ser un estudiante aprendiz a un científico respetado internacionalmente. Experimentador cuidadoso y meticuloso, se le consideraba «un genio en el diseño de experimentos». Había explorado otras áreas, entre ellas: partenogénesis experimental, división celular, hidratación, deshidratación en las células, radiación carcinógena UV en las células y fisiología del desarrollo.
Just, sin embargo, se frustró al no poder obtener un nombramiento en una gran universidad estadounidense. Quería un puesto que le proporcionara unos ingresos estables y le permitiera dedicar más tiempo a su investigación. La carrera científica de Just supuso una lucha constante por una oportunidad de investigación, «el aliento de su vida». Estaba condenado por la carrera a permanecer ligado a Howard, una institución que no podía dar plena oportunidad a ambiciones como las que tenía Just. En 1929, Just viajó a Nápoles, Italia, donde realizó experimentos en la prestigiosa estación zoológica «Anton Dohrn». Luego, en 1930, se convirtió en el primer estadounidense en ser invitado al Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín-Dahlem (Alemania), donde investigaban varios premios Nobel. En total, desde su primer viaje en 1929 hasta el último en 1938, Just realizó diez o más visitas a Europa para investigar. Durante este tiempo, Just fue coautor de un trabajo de investigación con otros científicos, llamado «Citología general», que los científicos trataron como una celebridad y le animaron a extender su teoría sobre el ectoplasma a otras especies. A Just le gustaba trabajar en Europa porque allí no sufría tanta discriminación en comparación con los Estados Unidos, y cuando se encontraba con el racismo, éste procedía invariablemente de los estadounidenses.A partir de 1933, cuando los nazis empezaron a tomar el control del país, Just dejó de trabajar en Alemania. Posteriormente trasladó sus estudios en Europa a París y al laboratorio marino del pueblo pesquero francés de Roscoff, situado en el canal de la Mancha.
Just fue autor de dos libros, Basic Methods for Experiments on Eggs of Marine Animals (1939) y The Biology of the Cell Surface (1939), y también publicó al menos setenta artículos en las áreas de citología, fertilización y desarrollo embrionario temprano. Descubrió lo que se conoce como el bloqueo rápido de la polispermia; además, dilucidó el bloqueo lento, que había sido descubierto por Fol en la década de 1870; y demostró que las propiedades adhesivas de las células del embrión temprano son fenómenos de superficie que dependen exquisitamente de la etapa de desarrollo. Creía que las condiciones utilizadas para los experimentos en el laboratorio debían ser muy parecidas a las de la naturaleza; en este sentido, puede considerarse que fue uno de los primeros biólogos ecológicos del desarrollo. Su trabajo sobre la partenogénesis experimental sirvió de base al concepto de «autoinducción» de Johannes Holtfreter que, a su vez, ha influido ampliamente en la biología evolutiva y del desarrollo moderna. Su investigación sobre el movimiento del agua dentro y fuera de los óvulos vivos (manteniendo todo su potencial de desarrollo) proporcionó una visión de la estructura celular interna que ahora se está dilucidando más plenamente mediante potentes herramientas biofísicas y métodos computacionales. Estos experimentos anticiparon la obtención de imágenes no invasivas de células vivas que se está desarrollando en la actualidad. Aunque los trabajos experimentales de Just demostraron la importancia de la superficie celular y de la capa que se encuentra debajo de ella, el «ectoplasma», en el desarrollo, fueron ignorados en gran medida y por desgracia. Esto fue así incluso con respecto a los científicos que hicieron hincapié en la superficie celular en su trabajo. Fue especialmente cierto con los estadounidenses; con los europeos, le fue algo mejor.