Po studiach rozpoczął staż kliniczny w szpitalu w Hjørring, początkowo na oddziale medycznym, potem na chirurgii. Interesowały go wówczas efekty znieczulenia miejscowego. Został zatrudniony w Szpitalu Ortopedycznym w Aarhus, jednak w 1947 roku zakończył edukację kliniczną i podjął pracę naukową w Instytucie Fizjologii Medycznej na Uniwersytecie w Aarhus, gdzie planował opracować pracę doktorską na temat znieczulających i toksycznych efektów znieczulenia miejscowego. Ze względu na niskie zarobki na uczelni równocześnie pracował jako lekarz (miał jeden nocny dyżur w tygodniu). Ta praca pozwoliła mu uzyskać zgodę na zakup samochodu i posiadanie telefonu, do których dostęp był ograniczony ze względu na powojenny kryzys.
Prace nad efektami znieczulenia miejscowego skierowało zainteresowanie Jensa Skou na zagadnienia związane z transportem sodu i potasu przez błonę komórkową. Opierał się na pracach Alana Hodgkina i Richarda Keynesa, którzy opisali przepływ sodu i potasu wywołany stymulowaniem neuronów. Po aktywacji neuronu, stężenie sodu znacznie wzrastało, a następnie powracało, gdy jony były odprowadzane przez błonę komórkową. Proces ten, zachodzący przeciwnie do gradientu stężenia sodu, wymagał dodatkowej energii, dostarczanej, jak zakładano, przez Adenozyno-5′-trifosforan (ATP).