Когда Гриньяр начал воспроизводить эксперименты патрона, он столкнулся с теми же трудностями и проблемами, что и Барбье. Так бы эта история и закончилась ничем, и открытие полезных свойств магнийорганических соединений было бы отложено на неопределённое время, но Гриньяру пришла в голову здравая мысль — не смешивать все реагенты сразу в одну кучу, а проводить синтез поэтапно. На первой стадии Гриньяр решил медленно и осторожно прибавлять раствор алкилгалогенида в диэтиловом эфире к металлическому магнию, погружённому в эфир. Вещества прореагировали с образованием алкилмагнийгалогенида, магнийорганического вещества, которое впоследствии стали называть «реактивом Гриньяра» или просто «гриньяром». От воздействия атмосферы магнийорганическое соединение защищала шапка паров эфира, а для предотвращения испарения эфира Гриньяр использовал обратный холодильник, который охлаждал пары эфира — они конденсировались и попадали обратно в колбу с реакционной смесью.
Используя все предосторожности (строго говоря, они были предосторожностями для Гриньяра, а для современных химиков — обычная методология проведения эксперимента) Гриньяр получил более десятка алкил- и арилмагнийгалогенидов R — Mg — X, которые, будучи в эфире, сохраняли устойчивость, но при этом могли использоваться в дальнейших реакциях. Постепенное приливание полученных эфирных растворов к органическим соединениям с подходящими функциональными группами с последующей обработкой продуктов реакции водой или разбавленным раствором соляной кислоты позволяло получать большое количество полезных синтетических продуктов. Казалось, что найден общий подход к главной цели органического синтеза — введение в органическую молекулу новых связей С — С. Некоторые из реакций протекали со значительным выделением теплоты. Поэтому колбу, в которой протекал процесс, необходимо было охлаждать в ледяной бане. Другие, напротив, требовали осторожного нагревания или применения катализатора. Гриньяр выяснил, что растворитель играет важную роль в процессе и предположил, что молекула органилмагнийгалогенида связывается с одной или несколькими молекулами диэтилового эфира. Более поздние исследования доказали правоту Гриньяра, и комплекс, в котором две молекулы эфира связываются с магнием реактива Гриньяра с помощью неподелённых электронных пар кислорода, был выделен и изучен уже современными методами.
Значение открытия Гриньяра было оценено — многие химики сразу начали пользоваться разработанным им процессом. За пять лет после опубликования работ Гриньяра к 1907 году ссылки на них можно было обнаружить в пяти сотнях научных работ, что и сейчас является замечательным показателем цитируемости, а по тем временам — так это вообще было колоссально. Французская Академия наук наградила Гриньяра моделью Бертло, его карьера резко пошла вверх, и в 1910 году, поработав профессором в университетах Безансона и Лиона, Гриньяр принял предложение возглавить кафедру органической химии в Университете Нанси. В 1910 году Гриньяр женился на Августине Мари Булан, в 1911 году у них родился первенец, который впоследствии тоже стал химиком. Десятилетие после своего открытия Гриньяр посвятил изучению синтетического потенциала магнийорганических соединений, устанавливая, каким образом они реагируют с известными в то время органическими соединениями, и получая новые продукты. Также Гриньяру были интересны соединения терпенового ряда, часть которых он синтезировал (некоторые — с Барбье).
В 1912 году Гриньяр разделил Нобелевскую премию по химии со своим соотечественником Полем Сабатье, который первым разработал методы применения никелевых и платиновых катализаторов для гидрирования (присоединения водорода) органических молекул. Многие (включая самого Гриньяра) полагали, что логичнее и честнее было бы в один год наградить Гриньяра и Барбье, а в другой — Сабатье и его соавтора Жан-Батиста Сендерена. Тем не менее, решение Нобелевского комитета можно оспаривать только кулуарно, но не официально, и Гриньяр с Сабатье получили Премию «…за существенное развитие органической химии…». Произнося Нобелевскую лекцию, Гриньяр упомянул Барбье, указав, что он находится в вечном долгу у «своего шефа».