Dopo il proficuo soggiorno parigino, che gli consente di conoscere anche il celebre clinico Charles Edouard Brown Sèquard (1817-1894), nell'estate del 1863, nonostante le difficoltà dovute alla mancanza di fondi del Governo italiano e grazie al sostegno economico dello zio Pietro, si reca a Berlino, nell'istituto di Rudolf Virchow dove lavora sotto la guida di Wilhelm Kühne, e poi a Lipsia nel laboratorio di Carl Ludwig, due dei maggiori fisiologi tedeschi. Questi anni sono fondamentali per la crescita umana e professionale del giovane Giannuzzi che qui conosce colui che sarebbe diventato suo successore sulla cattedra senese e poi maestro indiscusso a Roma, Luigi Luciani. È infatti proprio in questi anni, nel 1865, che egli pubblica la più importante fra le sue opere, nella quale descrive le "formazioni semilunari" alle quali è ancora oggi legato il suo nome.