Năm 1840, d'Orbigny bắt đầu mô tả các phương pháp xử lý hóa thạch của Pháp và xuất bản cuốn La Paléontologie Française (8 vols). Năm 1849, ông đã cho xuất bản cuốn Prodrom de Paléontologie Stratecraftique có liên hệ chặt chẽ với bản in trước, với nội dung là "Lời nói đầu cho địa tầng học địa lý", trong đó ông mô tả gần 18.000 loài, với các so sánh trong lĩnh vực địa lý đã minh họa lại các tầng địa chất, và các định nghĩa về địa tầng.

Năm 1853, ông trở thành giáo sư cổ sinh vật học tại Bảo tàng lịch sử tự nhiên Paris, xuất bản cuốn Cours élémentaire với nhiều nội dung trong lĩnh vực cổ sinh vật học và động vật học. Phân ngành cổ sinh vật học được lập ra đặc biệt để vinh danh ông. Bộ sưu tập của d'Orbigny được lưu giữ tại Salle d'Orbigny và thường được nhiều chuyên gia ghé thăm.[5]

Ông đã mô tả các mốc thời gian địa chất và xác định nhiều tầng địa chất. Nhiều tài liệu của ông ngày nay vẫn được sử dụng làm tài liệu tham khảo thuộc lĩnh vực nghiên cứu các mốc thời gian của các tầng địa chất như Toarcian, Callovian, Oxfordian, Kimmeridgian, Aptian, Albian và Cenomanian. Ông qua đời tại thị trấn Dockrefitte-sur-Seine, gần Paris.