Następnie Baulieu poświęcił się dalszym badaniom nad antykoncepcją oraz regulatorami płodności i ciąży. Stał się pionierem w zakresie charakterystyki wewnątrzkomórkowych receptorów steroidów płciowych i zidentyfikował główne czynniki wewnątrzkomórkowe, takie jak białka szoku cieplnego. Był zaangażowany w badania nad receptorem progesteronu i receptorem androgenowym. Podczas gdy receptory steroidowe zazwyczaj znajdują się wewnątrz komórki, Baulieu zidentyfikował receptor membranowy dla hormonu steroidowego u żaby Xenopus laevis.
Neurosteroidy Baulieu odkrył, że DHEA i są wytwarzane w mózgu oraz wprowadził termin „neurosteroidy” w 1981 roku. Te steroidy są czynne w układzie nerwowym, pomagają w naprawie mieliny, chronią układ nerwowy i poprawiają pamięć. Substancje te mogą okazać się użyteczne w utrzymaniu funkcji mózgu w starszym wieku, a Baulieu zasugerował, że stosowanie DHEA u osób starszych może złagodzić pewne deficyty związane z wiekiem, w tym utratę pamięci i nastrój depresyjny. Baulieu przeprowadził badania kliniczne dotyczące potencjalnych korzyści płynących ze stosowania DHEA u osób starszych.