В 1882 году возглавлял лабораторию биофизики, а с 1894 года — кафедру экспериментальной физиологии в Коллеж де Франс. Посвятил много лет изучению действия переменных токов на биологические объекты.
В 1891 году д"Арсонваль обратил внимание на способность токов высокой частоты проходить через животный организм, не вызывая раздражения тканей и оказывая при этом различные физиологические эффекты, в зависимости от способа применения и характера этих токов. Эти исследования д"Арсонваля повлияли на разработку методов электролечения, которое и назвали в честь д"Арсонваля — дарсонвализация.Сделав после проведенных физиологических экспериментов научно-физический анализ, д"Арсонваль способствовал тем самым развитию новой области биологии — биофизики.Кроме того, д"Арсонваль в 1881 году запатентовал гальванометр у которого подвижная катушка с проводником вращалась под действием протекавшего через неё тока в поле неподвижного постоянного магнита, став таким образом изобретателем магнитоэлектрического измерительного механизма. Этот гальванометр, в отличие от своих предшественников, не реагировал на магниты или железные предметы, находящиеся рядом, был очень чувствителен и позволял обнаружить ток силой 10 микроампер.