勒韦从医学院毕业后，先后在欧洲及美国一些大学从事医学专业研究，在药理学方面取得较大进展。由于他在学术上的成就，奥地利的格拉茨大学于1921年聘请他为药理学教授，专门从事教学和研究。在那里他开始了神经学的研究，通过青蛙迷走神经的试验，第一次证明了某些神经合成的化学物质可将刺激从一个神经细胞传至另一个细胞，又可将刺激从神经元传到应答器官。他把这种化学物质称为乙醚胆碱。1929年，他又从动物组织中分离出该物质。勒韦的研究成果突破了前人，在药理学及医学上做出了重大贡献，因此，1936年他与戴尔获得了诺贝尔生理学及医学奖。
由于勒韦是犹太人，尽管他是杰出的教授和医学家，但也如其他犹太人一样，在德国遭受了纳粹的迫害，当局把他逮捕，并没收了他的全部财产，取消了他的德国国籍。后来，他逃脱了纳粹的监察，辗转到了美国，并加入了美国国籍，受聘于纽约大学医学院，开始了对糖尿病、肾上腺素的专门研究。勒韦对每一项新的科研研究，都能专注如一，不久，他在这几个项目上也取得了新的突破，特别是设计出检测胰脏疾病的勒韦氏检验法，对人类医学做出了重大贡献。