En 1909, il devient démonstrateur de physiologie à l'hôpital Guy, où il reste jusqu'à ce qu'il soit nommé chef du département de pathologie chimique à l'Institut de pathologie Bland-Sutton en 1914. En tant que chef de département, il mène des recherches sur le métabolisme des purines et la Cétonurie, prouvant en 1921 que le carcinogène du charbon est un hydrocarbure cyclique. En 1929, il découvre le premier composé pur à montrer des preuves d'activité cancérigène, le 1: 2: 5: 6-dibenzanthracène, et découvre également une série d'autres hydrocarbures cancérigènes, dont le méthylcholanthrène [1]. En 1930, Kennaway et Izrael Hieger(en) montrent pour la première fois que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) simples, tels que le dibenz[a,h]anthracène, sont tumorigènes dans la peau de souris [2]. Entre 1932 et 1942, il publie six articles sur ces découvertes dans les Actes de la Royal Society.
Après la mort du professeur Archibald Leitch en 1931, Kenneway devient professeur de pathologie chimique à l'Université de Londres, où il reste jusqu'à sa retraite en 1946 [1]. Il reçoit la médaille royale en 1941 "Pour sa découverte de la nature des substances cancérigènes dans le goudron de houille et pour ses recherches sur la production de cancer par des substances synthétiques." [3] et est anobli en 1947. Lors d'une conférence commandée par le Medical Research Council en 1947, il suggère que le tabagisme plutôt que la pollution de l'air pourrait être une cause de l'augmentation importante et continue du cancer du poumon. La conférence conclut qu'une étude cas-témoins à grande échelle devrait être entreprise [4], qui conduit à l'étude classique de Doll et Hill qui lie le tabagisme au cancer du poumon [5].