[2]​ Como estudiante, publicó estudios sobre el origen de las plaquetas en ranas, descubrió que el «aparato reticular» (actualmente llamado aparato de Golgi) también estaba presente en las células glandulares[3]​ y, en 1899, refutó la hipótesis de Angelo Petrone de que los eritrocitos tenían un núcleo celular funcional.

[6]​ Inspirándose en los estudios de Golgi sobre la malaria,[7]​[8]​ propuso que la rabia estaría causada por un protozoo, al que llamó Neurocytes hydrophobiae.

[6]​ También probó que el virus de la vacuna atraviesa los filtros bacterianos e investigó la disentería bacilar.

[9]​ En 1910 publicó un artículo sobre la regeneración celular en las glándulas paratiroides[2]​ y durante sus últimos tres años de vida se involucró en la campaña contra la malaria en Lombardía.

[9]​ En 1906 se casó con Lina Luzzani,[2]​ también ligada al laboratorio de Golgi.