Возглавлял кафедру зоологии и физиологии факультета естественных наук в Парижском университете (1863—1865).Луи Грасьоле изучал сравнительную анатомию головного мозга приматов и человека, описал факт, касающийся большей сморщенность больших полушарий человека (за счёт извилин). Вступил в продолжительную полемику с Пьером Полем Брока на тему о соотношении размеров головного мозга и интеллекта.Также Луи Грасьоле является одним из первых анатомов, кто в больших полушариях человека выделял именно пять долей (включая и островковую долю). Длительно занимался исследованием сроков закрытия черепных швов.