Som reserveoffiser kom Falkenberg i krigsfangenskap i Tyskland, noe som via en medfange fra den australske «outback» resulterte i en fascinasjon av urbefolkningen, og Falkenberg bestemte seg for at han ville gjøre forskning blant Australias innfødte. Ved hjemkomsten i 1945 ble han konservator ved Etnografisk Museum, og skrev boka Et steinalderfolk i vår tid (1948). Falkenberg valgte så murinbata-folket i Port Keats i Nord-Australia for sitt feltarbeid i 1950. Denne resulterte i hans doktoravhandling fra 1962, . For dette arbeidet ble han i 1975 innvalgt som medlem av Det norske Videnskaps-Akademi.