Aunque había empezado orientándose hacia la psiquiatría, tema por el que nunca perdió el interés, se convirtió en ayudante del médico y naturalista Giovanni Battista Grassi, especialista en zoología de invertebrados y protozoos.

Grassi fue quien demostró que la malaria o paludismo es transmitida por mosquitos del género Anopheles.

Llegó en 1902 a Madrid, donde debía presentar comunicaciones sobre paludismo en el XIV Congreso Internacional de Medicina.

Se casó con una madrileña, María Victoria González del Campillo y Álvarez de Lorenzana, con la que tuvo tres hijos, uno de los cuales fue el luego famoso compositor Gustavo Pittaluga González del Campillo.

En 1913 describió, con sus discípulos, la forma endémica de kala-azar (leishmaniasis) que se da en España.

En 1919 estudió en Francia, con Gregorio Marañón y Ruiz Falcó, la epidemia de la gripe que se llamó «española».

Al acabar la guerra civil tuvo que exiliarse, primero en París, después en Biarritz y, finalmente, en Cuba, donde mantuvo una intensa actividad hasta el mismo día de su muerte.