Tam Cimino zaciągnął się do Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych i przeniósł rodzinę do Orlando na Florydzie, gdzie służył przez dwa lata jako szef służb medycznych, osiągając stopień kapitana.
Następnie rodzina przeniosła się do Valhalla w stanie Nowy Jork, gdzie Cimino otworzył praktykę lekarską (z profesjonalną pomocą swojej żony) i pełnił różne funkcje w Bronx Veterans Administration (VA) Hospital, Calvary Hospital (również w Bronx) i kilku lokalnych szpitalach, jednocześnie powiększając rodzinę o troje kolejnych dzieci.
W 1966 Cimino kierował zespołem, który opracował i wprowadził przetokę tętniczo-żylną do dializy, która do dzisiaj pozostaje wiodącą metodą w świecie wypierając metodę zastosowaną wcześniej przez Beldinga Scribnera.
W 1962 kierując się potrzebami chorych w stanie terminalnym zrezygnował z wielu funkcji w innych ośrodkach i skoncentrował się na leczeniu paliatywnym. W 1964 rozpoczął współpracę z prowadzonym przez siostry Dominikanki szpitalem Calvary (Calvary Hospital - New York City - Bronx), którego w 1968 został dyrektorem medycznym. Pod jego kierownictwem szpital została przekształcony w wyspecjalizowaną instytucję, w której pacjenci terminalni mogli godnie umrzeć, która wpłynęła na ruch hospicyjny w Stanach Zjednoczonych i za granicą.