По возвращении в Англию в 1960 году, работая в компании Elliott Brothers, занимался разработкой первого коммерческого компилятора для языка программирования Алгол 60.
В 1968 году Тони стал профессором в Королевском университете Белфаста, где занимался исследованиями в области компиляторов, операционных систем и параллелизма.
В 1977 году он переехал в Оксфорд и возглавил исследовательскую группу Programming Research Group. Группа занималась исследованиями в области корректности программных спецификаций, проектировании и разработки критических и некритических систем. Известные результаты этих исследований – это язык спецификаций “Z” и параллельная модель взаимодействия последовательных процессов (CSP).
В 1980 году Тони стал лауреатом премии Тьюринга. В 1999 году он перешёл на должность ведущего исследователя в Microsoft Research в Кембридже, где и работает по настоящий момент. В 2000 году он был удостоен рыцарского титула за заслуги в области образования и компьютерных наук.