Igen sikeres magánorvosi gyakorlatot folytatott Londonban (1826-53), s közben élettani kutatásokat végzett. A kontinensen nagy tekintélyre tett szert, míg Angliában az orvosi szervezetek lekezelően nyilatkoztak róla. Observations on Blood-Letting (Észrevételek az érvágásról; 1830) c. írásában elítélte az érvágás gyakorlatát. Experimental Essay on the Circulation of the Blood (A vérkeringés kísérletes vizsgálata; 1831) c. művében elsőként mutatta ki, hogy a hajszálereken át jut a vér a szövetekig.
Felfedezte, hogy a lefejezett gőte mozog, ha a bőrét szurkálják. Ez kísérletsorozathoz vezetett, amelynek eredményeit az On the Functions of the Medulla Oblongata and Medulla Spinalis, and on the Excito-motory System of Nerves (A nyúltagyvelő és gerincvelő funkcióiról és az idegek motorikus-izgalmi rendszeréről; 1837) c. írásában foglalta össze. Ez a kutatás alapozta meg a reflexműködésről szóló elméletét, mely szerint a gerincvelő egységek láncolatából áll, amelyek mindegyike önálló reflexív; minden reflexív működése visszavezethető az érző és mozgató idegeknek, valamint a gerincvelő ama részének tevékenységére, ahonnan ezek az idegek erednek. A reflexívek egymással és az aggyal vannak összeköttetésben, ez magyarázza a mozgások összehangoltságát.
A Royal Society (Királyi Társaság) nem volt hajlandó
közölni a dolgozatot és a tárgyról szóló
több más írását, képtelenségnek
nyilvánítva az elméletet. Hall munkásságának
sikere azonban más európai országokban olyan kutatásokhoz
vezetett, amelyek bizonyították elméletének
helyességét. Mesterséges lélegeztetésre
kidolgozott módszerét (1855) sokfelé alkalmazták.