È anche conosciuto per essere stato uno dei primi ricercatori in medicina ad aver proposto l'abbandono della teoria aristotelica in favore dell'approccio sperimentale basato sui principi scientifici sostenuti da Galileo Galilei. Vallisneri affermava che la conoscenza scientifica è acquisita tramite l'esperienza e il ragionamento. Questo è il principio che lui seguì per le sezioni anatomiche e la descrizione degli insetti. Per questa ragione la sua carriera medica fu al centro di una spinosa controversia, poiché molti dei suoi contemporanei non potevano abbandonare le teorie medioevali, a quel tempo dominanti, anche di fronte all'evidenza sperimentale.