Una carrera académica era lo que Cauchy anhelaba. No lo condiguió en el Bureau des
Longitudes, puesto que consiguió Legendre. Tampoco lo consiguió en la sección de
geometría del Institute, puesto que consiguió Poinsot. Cauchy estuvo enfermo durante
nueve meses, y después razones políticas le impidieron continuar trabajando en el canal de
Ourcq y pudo dedicarse durante dos años a la investigación en matemáticas. En 1814, por
fin consigue una plaza de profesor en el Institute. Sigue investigando y publica una
memoria sobre integrales definidas que fue el comienzo de su teoría de funciones
complejas. En 1815, Cauchy fue designado profesor ayudante de análisis en la École
Polytechnique. Era responsable del segundo curso. En 1816, ganó el Grand Prix de la
Academia Francesa de Ciencias con un trabajo sobre ondas. Pero consiguió la fama cuando
probó una afirmación de Fermat (en una carta a Mersenne) sobre números poligonales. A
raíz de eso, obtuvo una plaza en la Academia. En 1817, cuando Biot dejó Paris para una
expedición, ocupó su plaza en el Collège de France. Allí enseñó los métodos de integración
que había descubierto, pero no publicado anteriormente.
Gracias a Cauchy, el análisis infinitesimal adquiere bases sólidas. Empezando con su
Analyse Algébrique de 1822, que lo escribió como texto de sus alumnos de la École
Polytechnique. Con Cauchy se precisan los conceptos de función, de límite y de
continuidad en la forma actual o casi actual, tomando el concepto de límite como punto de
partida del análisis y eliminando de la idea de función toda referencia a una expresión
formal, algebraica o no, para fundarla sobre la noción de correspondencia. Los conceptos
aritméticos otorgan ahora rigor a los fundamentos del análisis, hasta entonces apoyados en
una intuición geométrica que quedará eliminada, en especial cuando más tarde sufre un
rudo golpe al demostrarse que hay funciones continuas sin derivadas, es decir: curvas sin
tangentes.
Comienza a estudiar la aritmética modular en 1826. En 1829, en Leçons sur le Calcul
Différentiel define por primera vez el concepto de function compleja de variable compleja.
Cauchy vuelve a tomar el concepto tradicional de integral, como suma y no como
operación inversa. También introdujo el rigor en el tratamiento de las series fijando
criterios de convergencia y eliminando, algo a pesar suyo, las series divergentes.
Numerosos términos matemáticos llevan su nombre: el teorema integral de Cauchy, en la
teoría de las funciones complejas, el teorema de existencia de Cauchy-Kovalevskaya para
la solución de ecuaciones en derivadas parciales, las ecuaciones de Cauchy-Riemann y las
sucesiones de Cauchy.
Cauchy no tuvo buenas relaciones con otros científicos. Se situó a favor de los jesuitas en
contra de la opinión de l'Académie des Sciences. Criticó el trabajo de Poncelet sobre
geometría projectiva, en 1820, sin dar razón científica alguna. Su trato con Abel y Galois
tampoco fue afortunado. Cuando Abel murió el 6 de Abril de 1829, Cauchy todavía no
había dado su informe sobre el excelente trabajo de Abel presentado en 1826. Cauchy,
produjo 789 escritos, pero fue desaprobado por la mayoría de sus colegas.
En 1830, Cauchy decidió tomarse un descanso. Dejó París en septiembre de 1830, después
de la revolución de julio. Después de un corto espacio de tiempo en Suiza, decidió no
ahderirse al nuevo régimen francés y al no regresar perdió sus cargos en Paris. En 1831,
Cauchy fue a Turin y al año siguiente aceptó un puesto para enseñar física teórica, ofrecido
por el rey del Piedmont.
El mostró una obstinada rectitud a sí mismo y un agresivo fanatismo religioso. Como un
apasionado del realismo pasó algún tiempo en Italia después de rechazar tomar un
juramento de lealtad. Dejó París después de la Revolución de 1830 y después de un corto