Innanzitutto Massarenti inventò una sedia ginecologica in legno comoda per l’operatore e per la paziente. Attuò e perfezionò la tecnica del tamponamento endouterino, praticato nel 1868 con il percloruro di ferro e le iniezioni con la tintura di iodio nei casi di endometria fungosa, dei polipi uterini associati a frequenti e abbondanti menorragie e nei casi d’aborto; più tardi estese questa tecnica a processi puerperali localizzati, mostrandosi precursore del ginecologo tedesco Alfred Duhrssen. Fu inoltre il primo a proporre la stetoscopia cervico-uterina, come mezzo per scoprire precocemente l’inserzione anomala della placenta.Praticò per primo l’evoluzione pelvica artificiale con un uncino acuto nei casi ove la spalla del feto è scesa tanto in basso da rendere impossibile il rivolgimento. Descrisse questa tecnica nell’Accademia delle Scienze dell’Istituto di Bologna il 16 Maggio 1861. Fece fabbricare uno strumento chiamato "vertebrotomo" costituito di un uncino ottuso che fissa il collo e di un trapano che rompe la continuità delle vertebre cervicali.Fu un acceso sostenitore dell’uso della leva nei casi di stenosi pelviche in maniera da favorire lo sgusciamento del capo fetale. Nel 1886 rese noto un mezzo per diagnosticare la morte del feto nella cavità uterina e lo stato di gravidanza.