Il suo più importante contributo alla scienza fu anche il più contestato. Contemporaneo di Charles Bell, Magendie condusse numerosi esperimenti sul sistema nervoso, in particolare verificando la distinzione fra nervi di sensazione e nervi motori nel midollo spinale, giungendo alla cosiddetta legge di Bell-Magendie. Questo portò ad un'intensa rivalità fra le due sponde della Manica, dove gli inglesi sostenevano che Bell avesse pubblicato le sue scoperte per primo e che Magendie avesse rubato i suoi esperimenti. L'asprezza di questa rivalità scientifica può essere paragonata solamente a quella tra Isaac Newton e Robert Hooke.