Eccezionale settore, fu autore di mirabili scoperte anatomiche, con contributi fondamentali in osteologia, miologia, splancnologia. Nei suoi numerosi studi anatomici descrisse la struttura esatta delle trombe uterine (chiamate perciò anche tube di Falloppio), dei muscoli oculomotori, della chorda tympani, della chiocciola ossea e dell'acquedotto del vestibolo. Pubblicò nel 1561 le "Observationes anatomicae", dove raccolse tutti quei reperti che risultavano contrastanti con quanto era stato affermato da Galeno e da altri autori, in particolar modo Andrea Vesalio. Molte altre sue opere furono pubblicate postume e, in seguito, raccolte nell'"Opera omnia".