Rozpatrzenie wniosku Agencja Żywności i Leków powierzyła świeżo zatrudnionej pracownicy Frances Oldham Kelsey. Tak się akurat złożyło, że w ramach swojej pracy dyplomowej na studiach zajmowała się ona badaniem mutagenności wielu związków chemicznych. Wiedziała ona, że wiele mutagennych związków ma też często uboczne działanie na układ nerwowy. W dokumentacji do zgłoszenia talidomidu zainteresował ją raport lekarzy brytyjskich, którzy opisywali nieliczne przypadki ubocznych efektów neurologicznych talidomidu. Na wszelki wypadek zażądała więc od Chemie Grünenthal dokładnych opisów przeprowadzanych dotychczas testów toksyczności i zorientowała się, że firma nigdy nie zbadała działania mutagennego leku.

Mimo że amerykański przedstawiciel handlowy Chemie Grünenthal zaczął naciskać ją w sprawie przyspieszenia procesu rejestracji, Kelsey oparła się tym naciskom i zażądała od firmy wykonania odnośnych testów. W tym samym czasie na całym świecie zaczęły pojawiać się coraz liczniejsze doniesienia opisujące przypadki porodów dzieci o dotychczas bardzo rzadko spotykanych deformacjach ciała. Kelsey zaczęła gromadzić wszystkie te doniesienia i udowodniła, że ich jedyną cechą wspólną jest to, że podczas ciąży matki tych dzieci zażywały talidomid.