Od 1823 do 1826 był aktywnym członkiem Towarzystwa Naukowego w Filadelfii, w 1824 opublikował swój pierwszy artykuł z dziedziny ornitologii.
W latach 1825 do 1833 wydał w Filadelfii swą American Ornithology w czterech tomach, w 1826 dzieło Ornithology of North America. W tym samym roku powrócił z rodziną do Europy i osiedlił się w roku 1828 w Rzymie. W latach 1832–1841 opublikował swe dzieło o faunie włoskiej, Iconographia della Fauna Italica. Został w tych latach członkiem korespondentem Francuskiej Akademii Nauk (Institut de France), Królewskiej Akademii Nauk w Berlinie i uniwersytetu w szwedzkiej Uppsali.
Jako pierwszy dostrzegł możliwości, jakie przyniosła obniżka cen szkła i nowe rozwiązania konstrukcyjne w zakresie budowania oranżerii. W wybudowanej dużej szklarni uprawiał egzotyczne rośliny i zioła, a swoje zbiory sprzedawał aptekarzomStanisław Giełżyński Warzywa podwyższonego ryzyka, „Angora” nr 40, 2 października 2011 s. 53..
Nazwisko Bonapartego nadano wielu nowo odkrytym ptakom, m.in. Nothocercus bonapartei, Coeligena bonapartei i Gymnobucco bonapartei.