En 1892 Tillaux donna la première description d'une fracture complexe rare du tibia, la fracture de Salter-Harris de type III[3]. Il découvrit par la pratique de l'autopsie que des contraintes exercées sur le ligament tibio-fibulaire antérieur pouvaient entraîner ce type de fracture par avulsion. Tillaux a laissé son nom à cette fracture, qui est unique en son genre parce qu'elle survient durant une période précise de l'adolescence, où le taux de croissance de l'épiphyse se met à diverger. La fracture de Tillaux est parfois méconnue et confondue avec une simple entorse.
Tillaux a également travaillé sur l'infection et sur la vaccination contre la rage avec Pasteur.
Pour ses travaux il reçut le prix Montyon en 1890.
Signe de Tillaux: sensation de touche de piano à la palpation du poignet en cas de lésion du poignet.
« Aïe crépitant » de Tillaux : douleur et crépitation au-dessus de l'apophyse styloïde radiale lors des mouvements du poignet, signant la ténosynovite de De Quervain.
Tubercule de Tillaux-Chaput
Triangle de Tillaux : triangle (ou trigone) des muscles sub-occipitaux (ou trigone de l'artère vertébrale).
Des conduits excréteurs des glandes sublinguale et lacrymale. Du rôle des sinus de la face, [Thèse de médecine de Paris n° 20, ], Rignoux (Paris), 1862, Texte intégral.
De l'urétrotomie, [Concours pour l'agrégation, Faculté de médecine de Paris], impr. Remquet, Goupy et Cie : librairie Asselin (Paris), 1863, In-4°, 158 p.
Des affections chirurgicales des nerfs, [Thèse de concours, cand. le Dr P. Tillaux, Paris, ] [Texte imprimé in 4°].
De la Hernie inguino-interstitielle. Rôle du taxis dans cette hernie, typogr. de A. Hennuyer (Paris), 1871, In-8° , 11 p.
Du Traitement chirurgical de l'ophthalmie sympathique. Nouveau procédé d'énucléation du globe de l'œil, typogr. de A. Hennuyer (Paris), 1872, In-8° , 15 p.
Exposé des titres et travaux scientifiques de M. le docteur Tillaux', impr. de V. Goupy (Paris), 1872, In-4° , 24 p.
Considérations sur le traitement de l'anévrysme diffus, typogr. de A. Hennuyer (Paris), 1873, In-8° , 16 p.
Traité d'anatomie topographique, avec applications à la chirurgie, P. Asselin (Paris), 1879, 1 vol. (XIX-1060 p.) : fig. en n. et en coul. ; gr. in-8, lire en ligne sur Gallica. [Multiples éditions antérieures entre 1879 et 1903].
Exposé des titres de M. le Dr Tillaux candidat à la Chaire de pathologie externe vacante à la Faculté de médecine de Paris, Imprimerie Creté (Corbeil), 1884, Texte intégral.
Leçon d'ouverture du cours de médecine opératoire. Histoire de la chaire de médecine opératoire à la Faculté de Paris,[Extrait de La Tribune médicale], Asselin et Houzeau (Paris), 1890, In-8° , 26 p.
Maurice de Fleury (alias Horace Bianchon), Histoire de la médecine.
(en) « Obituary. Paul Tillaux M.D. », Br Med J, 1904;2:1196, Texte intégral.
Armand Siredey, « Paul Tillaux. Tillaux éducateur », [éloge prononcé à l'Académie de médecine, dans la séance annuelle du ], Bulletin de l'Académie nationale de médecine',1934/12/11 (A98,SER3,T112), Masson (Paris), 1934, p.723-734, lire en ligne sur Gallica.
Bernard Cunéo, « Tillaux anatomiste et chirurgien », [éloge prononcé à l'Académie de médecine, dans la séance annuelle du ], Bulletin de l'Académie nationale de médecine',1934/12/11 (A98,SER3,T112), Masson (Paris), 1934, p. 735-746, lire en ligne sur Gallica.
Françoise Remy, Un chirurgien du XIXe siècle : Paul Tillaux, 1985, 168 p.