Den 11. februar 1958 gjorde han med haloperidol et viktig gjennombrudd i behandlingen av schizofreni. Paul Janssen og hans team utviklet fentanylfamilen av medikamenter, og mange andre medikamenter knyttet til anestesi som droperidol og etomidat, som innebar viktige bidrag til anestesiologien. Et av medikamentene han utviklet for behandlingen av diaré, Diphenoxylate (Lomotil), ble benyttet under Apolloprogrammet. I 1985 ble det første vestlige farmasøytiske selskap som etablerte en farmasøytisk fabrikk i Folkerepublikken Kina (Xi'an) anlagt. I 1995 grunnla han sammen med Paul Lewi, der han og hans team benyttet en supercomputer i deres leting etter kandidatmolekyler for behandling av AIDS.