Fidèle admirateur de son maître Jean-Martin Charcot dont il fut un des chefs de clinique par chance en 1885–1886, puis resta assistant jusqu’en 1893 et préfaça l’édition des « Leçons du Mardi à la Salpêtrière, Policliniques 1887–1888 », leçons de l’élaboration du diagnostic devant les élèves face à un nouveau malade de la consultation externe, alors que celles du vendredi étaient ouvertes à tous sur des cas résolus (voir le tableau d’André Brouillet de 1887, exposé à la faculté de médecine de l’Odéon, Paris, sur lequel il soutient l’hystérique « Blanche », Marie Wittman en réalité), Joseph Babinski posa les bases de la sémiologie par une recherche assidue des signes d’organicité.

Médecin des hôpitaux, il enseigna à de nombreux étudiants et transforma certains en neurologistes confirmés, sachant situer le niveau d’une compression médullaire, différencier une myopathie d’une névrite, reconnaître un syndrome cérébelleux ou une abolition du réflexe achilléen dans la sciatique ou le tabès, du réflexe photomoteur dans la syphilis nerveuse avec réaction cellulaire du LCR.

Mais aussi on retiendra, entre autres, sa description des troubles du schéma corporel par atteinte de l’hémisphère mineur, de l’hémispasme facial, du ramollissement hémibulbaire ou du syndrome adiposo-génital. Durant la guerre de 14–18, il exposa avec J. Froment la « conception moderne de l’hystérie » (ou pithiatisme), liée à l’auto- ou hétérosuggestion, guérissable par la persuasion, non provoquée par l’émotion car absente des grandes catastrophes, et surtout les troubles nerveux d’ordre réflexe, donc organiques et devant bénéficier d’une pension militaire.

Sans oublier, ce dont il sera le plus fier : « Le signe, ce n’est pas ce que j’ai fait de mieux. Le mieux, j’ai indiqué la voie à Martel et Vincent », la naissance de la neurochirurgie française.