Tras licenciarse, trabaja en el Hospital de San Juan de Dios, donde llega a director, al tiempo que desarrolla sus investigaciones sobre anatomía, que le llevarán a ocupar la cátedra del área en la Universidad Central de Madrid.
Allí mantiene contacto con figuras reconocidas como Ramón y Cajal, pudiendo trabajar en campos como la antropología (estudia el índice cefálico en España) y el tratamiento del cólera (véase: Pandemias de cólera en España).Pese a haber dedicado gran parte de su vida profesional a la ciencia pura, es una aplicación técnica la que encuentra mayor resonancia, al desarrollar una técnica pionera de dactiloscopia (identificación por huellas dactilares).
Olóriz también agrupa a los dactilogramas en cuatro tipos fundamentales, clasificados según el delta.
Según lo dicho, en el sistema español, cualquier dactilograma tiene que pertenecer a uno de los cuatro siguientes grupos: Dado que las impresiones dactilares se muestran invertidas, es necesario acordar un convenio para determinar el lado derecho e izquierdo de la huella.
Así, tradicionalmente se considera como lado derecho el del observador.