Nonostante le sue procedure non ortodosse e le frequenti relazioni scomode con gli elementi più anziani dello staff con cui lavorava, le sue ricerche esatte ed inflessibili presto gli offrirono una fama internazionale come un neurologo all'avanguardia nel suo campo. Inoltre egli fu considerato come uno degli sviluppatori della elettrofisiologia ed elettroterapia. Attraverso l'elettricità Duchenne scoprì anche la differenza tra sorrisi simulati e i sorrisi dalla genuina felicità che utilizzano i muscoli involontari della bocca (muscolo zigomatico maggiore) e quelli degli occhi (muscoli orbicolari). Questi sorrisi “genuini” sono infatti conosciuti come sorrisi Duchenne in suo onore.