ターマンは、1925年に工学部の教員としてスタンフォード大学に戻ってきた。 1925年から1941年まで、ターマンはスタンフォード大学で真空管、回路（電気回路網）、計測器などを中心とした電子工学の学習・研究課程を設計した。 彼は、チャールズ・リットンとウィリアム・リテル・エブリットの教え子であるカール・スパンゲンベルグを雇った。 彼らは共に真空管研究所を設立した。 この本は、電気工学、無線工学に関する最も重要な本の一つであり、今日でも、これらの分野の優れた参考書となっている。 スタンフォード大学では、オズワルド・ギャリソン・ビラード・ジュニア、ラッセル＆シグルド・バリアン、ウィリアム・ヒューレット、デイヴィッド・パッカードなどの教え子がいた。 彼は、学生たちに自分の会社を作ることを勧め、その多くに個人的に投資し、その結果、リットン・インダストリーズ、バリアンアソシエイツ、ヒューレット・パッカードなどの会社を設立した。 1941年には無線技術者協会の会長に就任。 この組織は、敵のレーダーをブロックする連合軍のジャマー、レーダー信号を検出するチューナブル・レシーバー、敵のレーダー受信機にスプリアス反射を起こさせるアルミニウム・ストリップ（「チャフ、ウィンドウ」）の供給元であった。 5688>
Stanford Research Park and Silicon Valley編集部
戦後、ターマンはスタンフォードに戻り、工学部の学長に任命された。 1945年、スタンフォード大学物理科学部にマイクロ波研究室を設立する際に影響を与えた。 1951年には、スタンフォード工業団地（現スタンフォードリサーチパーク）の設立を主導し、大学が土地の一部をハイテク企業に貸し出すことになりました。 バリアンアソシエイツ、ヒューレット・パッカード、イーストマン・コダック、ゼネラル・エレクトリック、ロッキードなどの企業がスタンフォード工業団地に進出し、半島中部を革新の温床とし、やがてシリコンバレーとして知られるようになりました。 在任中、ターマンは国防総省からより多くの研究助成金を獲得するため、科学、統計、工学部門を大幅に拡張した。 これらの助成金と特許研究が生み出す資金により、スタンフォード大学は世界の一流教育機関の仲間入りを果たし、シリコンバレーの発展にも拍車をかけた。 この努力について、ターマンは次のように述べている。
私たちがシリコンバレーに技術学者のコミュニティをつくろうとしたとき、ここには何もなく、他の地域がひどく大きく見えた。
– フレデリック・ターマン
1964 年、ターマンは全米工学アカデミーの創設メンバーになった。 1966年、朴正煕政権が韓国科学技術院（後のKAIST）を設立する際、中心的な役割を果たしたのがターマンである。 2004年、KAISTのターマンホールはターマンにちなんで命名された。