Wielką sławę przyniosła Lalandowi publikacja, wymagająca wieloletnich obserwacji i obliczeń, opisująca przejście Wenus na tle tarczy Słońca w latach 1761–1769. W zebraniu potrzebnych danych służył mu pomocą James Cook ze swoją ekspedycją na okręcie Endeavour oraz przeprowadzający pomiary na Tahiti w czerwcu 1769 r. Charles Green. Przy okazji Lalande na nowo obliczył wartość jednostki astronomicznej i wyszło mu, że średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi 153 000 000 km (dzisiaj wiemy, że jest to niespełna 149 600 000 km).
Po 1778 r. Lalande zmienił swoje zainteresowania, poświęcając się hydrologii. Zredagował trzyczęściowe opracowanie poświęcone ogólnie pojętej, współczesnej i historycznej problematyce żeglugi śródlądowej Des Canaux de Navigation, et spécialement du Canal de Languedoc. Jako trzecią część wydał przykładowe opracowanie budowy tzw. kanału środkowego. Wraz z zakonnikiem Henri Grégoire ("Abbé Grégoire") uruchomił usługowe Bureau des longitudes.
Od 1795 r. Lalande kierował obserwatorium astronomicznym w Paryżu. W 1801 roku ukończył wielotomową publikację Histoire céleste française - katalog obejmujący ponad 47 tys. gwiazd. W tej publikacji pomagali mu: nieślubna córka Amélie Harlay oraz – jak zwykle – siostrzeniec Michel Lalande.