Il découvre qu’en séparant les globules rouges du plasma, le sang peut être préservé et être reconstitué à une date ultérieure. Il a fait des recherches dans le domaine des transfusions sanguines, développé des techniques améliorées de stockage du sang et appliqué ses connaissances spécialisées au développement de banques de sang à grande échelle au début de la seconde guerre mondiale. Cela a permis aux médecins de sauver des milliers de vies des forces alliées. En tant qu’Afro-américain le plus en vue dans le domaine, Drew a protesté contre la pratique de la ségrégation raciale dans le don de sang, car elle manquait de fondement scientifique. Il a démissionné de son poste avec la Croix-Rouge américaine qui a maintenu la politique jusqu’en 1950.