Grazie al suo matrimonio ottenne alla fine il finanziamento necessario per proseguire le sue ricerche. Cominciò allora una carriera piena di scoperte e onori. Nel 1847 fu nominato supplente di Magendie nella cattedra di Medicina sperimentale del "Collège de France". Nel 1848 ottenne il premio di Fisiologia generale per la scoperta delle funzioni digestive del pancreas. In questo periodo enunciò la celebre teoria della funzione glicogenica del fegato. Proseguì la sua ricerca in molti campi della fisiologia, il sistema nervoso, la circolazione, l'apparato digerente, ma la sua attività andava ben oltre. La sua carriera proseguì nell'ambito della ricerca e dell'insegnamento; egli annotava tutte le sue idee ed esperimenti in quaderni di appunti. Con Bernard la fisiologia divenne una disciplina autonoma. Egli si occupò anche di sistematizzare il metodo sperimentale adottato e partecipò al dibattito epistemologico dell'epoca. 