Professeur à titre personnel jusqu'en 1968, puis professeur titulaire de la chaire de physiologie à l'université Paris-V, spécialement créée en 1969 pour lui, dans la discipline dont il est en France le fondateur et l'animateur, la gérontologie. Il occupera cette chaire jusqu'à sa retraite en 1983. Cette chaire était attachée au Centre hospitalo-universitaire de Paris Ouest. Il n'abandonne pas ses activités médicales et de recherches qu'il continuera jusqu'à la fin de sa vie en 1993.
Travail pionnier et fondateur dans le domaine du vieillissement
En 1972, il fonde et dirige pendant huit ans la première Unité de recherches gérontologiques de l'INSERM U.118 en France. Elle se compose d'équipes qui travaillent sur trois axes de recherche du vieillissement: niveau cellulaire, niveau de l'organe et niveau comportementale.
Il fut le rédacteur en chef de la revue Gerontology (1971-1983), il est l'auteur d'une dizaine d'ouvrages (dont un précis de gérontologie) et de nombreux articles traitant de gérontologie.
Grand ornithologiste, François Bourlière est aussi spécialiste des mammifères, entre autres des primates. Il est l'auteur de nombreux articles traitant d'écologie.
De 1949 jusqu'à sa mort, il est éditeur en chef de LaRevue d'Écologie (anciennement La Terre et la Vie).
Licencié en sciences, il fut de 1962 à 1980 chargé de cours en écologie des mammifères à la faculté des sciences de Paris[Note 1].
Il a observé et écrit de nombreux articles d'ornithologie, en particulier sur le Manchot empereur (Aptenodytes forsteri) en Antarctique, sur les grands oiseaux de l'Afrique de l'Ouest.
Initiateur de la démarche de recherche pour la conservation des zones humides méditerranéennes dans les années 1980 et proche des activités de la Fondation de la Tour du Valat où la bibliothèque porte son nom[5].
Vie et mœurs des mammifères: locomotion, alimentation, abri, protection, reproduction, migrations, vie sociale, écologie, Paris, Payot, coll. «Bibliothèque scientifique», 1951, 249 + [1] p. + VIII p. de pl.
Le monde des mammifères, Paris, Horizons de France, 1954, 221 p. + [16] f. de pl.
(en) Walter Leutenegger, «A primate radiation: Evolutionary biology of the African Guenons. Edited by Annie Gautier‐Hion, Francois Bourliere, Jean‐Pierre Gautier, and Jonathan Kingdon. New York: Cambridge University Press. 1988. viii + 567 pp., figures, tables, indexes», American Journal of Physical Anthropology, vol.79, no2, , p.269–270 (ISSN0002-9483 et 1096-8644, DOI10.1002/ajpa.1330790214, lire en ligne, consulté le ).