Zajmował się fizjologią także później, badając m.in. wpływ różnych substancji chemicznych, takich jak heroina, na regulację oddychania. W 1899 roku przedstawił pracę na temat niedawno odkrytej przez Szymonowicza i Cybulskiego oraz Olivera i Sharpeya-Shafera substancji uzyskanej z rdzenia nadnerczy (później nazwanej adrenaliną), w której opisywał jej działanie na mięśnie gładkie.
W 1900 roku rozpoczął badania nad przepływem płynu mózgowo-rdzeniowego. Lewandowsky wprowadził do medycyny termin bariery krew-mózg (Bluthirnschranke), po przeprowadzeniu doświadczeń, w których wstrzykiwał błękit pruski do przestrzeni podpajęczynówkowej. Po Lewandowskym koncepcję bariery krew-mózg rozwinęli Ehrlich (1908) i Goldmann (1913). Prowadził pionierskie prace nad podawaniem różnych substancji do płynu mózgowo-rdzeniowego, ustalając dawki i różnice w działaniu między podaniem leku podskórnie a podaniem pod oponę twardą. Wśród innych substancji, których działanie Lewandowsky badał, były strychnina, morfina, kokaina, bromek potasu, bromek sodu, roztwory soli jodu. Stał na stanowisku, że płyn mózgowo-rdzeniowy nie krąży, a substancje rozprzestrzeniają się w nim wyłącznie drogą osmozy.