Brongniart 1831-ben René Desfontaines botanikus asszisztense lett a párizsi Nemzeti Természetrajzi Múzeumban, két évvel később pedig ő került utódként tanárának múzeumi posztjára. 1822-től tette közzé a fosszilis növények elterjedtségéről és osztályozásáról szóló cikksorozatát. 1828-ban megjelentette Prodrome d'une histoire des végétaux fossiles (Bevezetés a fosszilis növények történetébe) c. munkáját, amelyet a teljes Histoire des végétaux fossiles követett (A fosszilis növények története; 1828-1837). Ekkorra már kidolgozta a fosszilis növények osztályozásának rendszerét, amely az uralkodó növényi formák egymást követő négy csoportját különböztette meg, az első szárazföldi növényektől a jelenkorig. Bár meg volt győződve a fajok lényegi állandóságáról, a jelenkori növények hat osztályba sorolásával már a növényvilág kialakulásának mai felfogását vetítette előre.

1843-ra Brongniart sajnálatos módon elfordult a saját rendszerétől, ekkor ugyanis Pyrame de Candolle svájci botanikus taxonómiájának módosított változata szerint osztályozta a múzeum gyűjteményét. Az általa bevezetett újítások azonban - például a nyitvatermők külön csoportként kezelése vagy a megtermékenyített csírasejt és a mag közti különbségtétel - értékesnek bizonyultak a később osztályozási rednszerek szempontjából; különösen érvényes ez August Eichler és Adolf Engler széles körben elterjedt taxonómiájára.