W 1848 roku został naczelnym inżynierem departamentu ze stolicą w Dijon. Niedługo potem opuścił Dijon z powodu nacisków politycznych, ale awansował na stanowisko naczelnego dyrektora ds. gospodarki wodnej i chodników w Paryżu. Na tym stanowisku mógł bardziej skupić się na badaniach z zakresu hydrauliki, a w szczególności na stratach przepływu i tarcia w rurach. W tym okresie udoskonalił konstrukcję rurki Pitota.
W 1855 r. zrezygnował ze stanowiska ze względu na zły stan zdrowia, pozwolono mu jednak kontynuować badania w Dijon. Jego obszarem zainteresowań była mechanika filtracji wody. W latach 1855 i 1856 przeprowadził eksperymenty, w których woda przepływała przez kolumnę wypełnioną piaskiem. W wyniku tych eksperymentów ustalono prawo znane jako prawo Darcy'ego. Początkowo opracowano je do opisu przepływu przez piasek, a obecnie jest powszechnie stosowane, np. do obliczania oporu przepływu przez dowolny typ ośrodka porowatego. Na jego cześć nazwano Darcy'ego, jednostkę miary przepuszczalności materiału.