Regnault jobbet under Justus von Liebig ved Gießen og utmerket seg i det begynnende feltet av organisk kjemi ved å syntetisere flere klorerte hydrokarboner (f.eks. vinylklorid, polyvinylidenklorid, diklormetan), og han ble utnevnt til professor i kjemi ved Universitetet i Lyon. I 1840 ble han utnevnt til styreleder for kjemi ved École Polytechnique, og i 1841 ble han professor i fysikk ved Collège de France.