تنقل خان بين عدة جامعات ومؤسسات تعليمية في ألمانيا وهولندا وبلجيكا أواسط الستينيات، ثم حصل على الدكتوراه من جامعة بلجيكية مطلع السبعينيات، قبل أن يستقر به الحال في هولندا موظفا بمعمل لتخصيب اليورانيوم. وتدرج خان في عمله حتى تبوأ منصب كبير خبراء المعادن في شركة (FDO) الهندسية الهولندية، التي كانت يومذاك على صلة وثيقة بمنظمة "اليورنكو" المهتمة بتخصيب اليورانيوم.

واتهم خان بحسب مصادر، بنسخه سرّا تصاميم لأجهزة الطرد المركزي ويعد قائمة بالشركات التي يمكنها تزويد باكستان بالتكنولوجيا اللازمة لإنتاج يورانيوم عالي التخصيب للأسلحة النووية، رغم أنه نفى مرارا ضلوعه بهذا الأمر

وفي أعقاب انخراط الهند بمشروعها النووي الخاص، قام رئيس الوزراء الباكستاني ذو الفقار علي بوتو باستدعاء عبد القدير سنة 1975 من هولندا ليسند إليه رئاسة برنامج باكستان النووي.

أنشأ عبد القدير في مدينة كاهوتا القريبة من مدينة راولبندي معامل هندسية للبحوث عام 1976، وهي المعامل التي سميت لاحقا في العام 1981 بـ"معامل الدكتور عبد القدير خان للبحوث" تثمينا لجهوده البحثية. وفي سبتمبر/أيلول 1986 تمكنت باكستان من قطف ثمرة جهود خان، حين تكللت جهوده على مدى سنوات طويلة، لحظة تمكن بلاده في الفترة ما بين 18 و21 سبتمبر/أيلول 1986 من القيام بأول تفجير نووي باكستاني تحت سطح الأرض حسب صحيفة الواشنطن بوست الأميركية.