Как ученый-медик Лебон опубликовал свою первую работу еще на втором году обучения. Она была посвящена хроническим заболеваниям жителей болотистых местностей с нездоровым климатом. Лебона интересовало явление интоксикации, постоянного отравления, в частности, он связал лихорадку с жизнью в так называемых нездоровых местах – с изобилием болот, плохо продуваемых. А диссертация его была посвящена клинической смерти: этот вопрос в то время был очень актуальным, методы определения того, умер человек или нет, были несовершенными, и не раз случалось, что земле предавали тех, кто находился в состоянии длительной клинической смерти. Люди, боясь, что их похоронят заживо, даже придумывали устройства, вроде проведенного в гроб звонка, который должен был просигналить работникам кладбища, что человек на самом деле не умер. Лебон настаивал: о смерти можно говорить лишь тогда, когда мы видим действительно не совместимые с жизнью повреждения мозга и центральной нервной системы, и для признания кончины нужно доказать, что мозг никогда больше не будет функционировать. Он первым предложил программу «оживления» мнимо умерших, с помощью стимулирования нервной деятельности, электрическими разрядами, искусственным дыханием и другими мерами, которые тогда технически не были осуществимы.
В 1868 году Лебон выпустил книгу «Психология размножения человека и высших животных», посвященную связи физиологических и психологических факторов размножения. Эта работа, несмотря на большой объем, стала бестселлером: профессионалы получили исчерпывающий справочник по половому размножению, его особенностям и патологиям, а любителям нравилась почти анекдотическая тема книги. Статьи Лебона в то время были посвящены гигиене: он отмечал отставание Франции от Германии и Англии в области борьбы с алкоголизмом среди молодежи, предупреждения венерических заболеваний. Именно он стал употреблять грозное слово «вырождение» и утверждал, что рано или поздно это обернется захватом Франции.
Когда началась Франко-прусская война, Лебон сразу отправился на фронт, где соединял постоянную практически круглосуточную врачебную практику с написанием новых научных работ. Он проявил себя и прекрасным организатором, наладив работу карет скорой помощи. Его заинтересовала проблема паники на войне, которая приводит к поражению, и он написал целую книгу о том, как можно предупредить ее и страх поражения. По сути, Лебон стал первым исследователем «стресса», указывая, что паника возникает не только из-за сильного испуга, но и из-за накопления отрицательных эмоций. Его труд был отмечен вниманием французского командования и орденом.