Además del currículo estándar de la Escuela de Bellas Artes en el estudio de Gérôme, Dagnan-Bouveret también aprendió a utilizar la fotografía como una herramienta, tanto para organizar una composición como para mantener un registro de imágenes visuales potencialmente útiles. Aunque la fotografía aún era una técnica incipiente en la década de 1870, se convertiría en una herramienta crucial para muchos artistas más adelante en el siglo. Muchas de las pinturas de Dagnan-Bouveret revelan el uso de fotografías cuidadosamente posadas, combinadas con bocetos de composición tradicionales en tinta o lápiz, como base para la obra terminada. De hecho, pinturas clave como "Caballos en el abrevadero", 1884, o "El perdón en Bretaña", 1886, fueron desarrolladas minuciosamente a través de fotografías y dibujos preparatorios que finalmente se transfirieron a la tela final.
La obra de Dagnan-Bouveret también revela una fusión cuidadosamente elaborada entre la formación académica clásica y el tema basado en la vida cotidiana de la gente común. Como joven artista en el París de la década de 1870, sin duda era consciente de pintores realistas como Gustave Courbet o François Bonvin, pero la tradición holandesa de género que ilustraba escenas domésticas y la vida rural también pudo haber sido igualmente influyente. Por ejemplo, el cuadro de 1879 titulado "El Accidente" se desarrolla en un modesto interior rural donde un joven niño se sienta ansiosamente en una silla mientras un médico le envuelve el brazo herido. Jarras y ollas de cobre sencillas brillan sobre la repisa encima de una gran chimenea, mientras que la familia extendida se reúne alrededor de una mesa para observar el procedimiento médico. Sus ropas desgastadas contrastan notablemente con el traje más elegante y próspero que viste el médico. Este tipo de pintura narrativa es inmediatamente comprensible para cualquier espectador, independientemente de su formación educativa; comprender la historia no depende del conocimiento de la literatura clásica griega y romana.
De manera similar, Dagnan-Bouveret abrazó el dictado realista de pintar la "vida moderna". En el dibujo a tinta de "Un Encantador de Pájaros en los Jardines de las Tullerías", 1879, creó una imagen cautivadora de la vida callejera parisina contemporánea. Un año después, en "La Lavandera", se inserta a sí mismo y a su amigo cercano Gustave Courtois en una escena enigmática de una joven lavandera cansada sentada en un banco del parque. Mientras descansa de su trabajo, las distintivas figuras de Dagnan-Bouveret y Courtois pasean por el paisaje urbano otoñal, aparentemente ignorando a la atractiva joven. En ambas imágenes, el artista rechaza cualquier comentario sentimental, negándose a imponer cualquier interpretación, sino que pide al espectador que determine el significado.
Con su carrera firmemente lanzada a finales de la década de 1870, Dagnan-Bouveret dirigió su atención hacia asuntos más personales cuando se casó con la prima de Courtois, Anne-Marie, en 1879. La pareja se conoció durante las numerosas visitas del artista a la casa de su amigo en Franch-Comté, y fue a esta región a la que Dagnan-Bouveret regresaría repetidamente en las décadas siguientes. La influencia de Anne-Marie en la obra de su esposo es especialmente evidente en las imágenes religiosas que comienzan a aparecer en la década de 1880 y que eventualmente se convierten en el tema principal de su trabajo.
A lo largo de las décadas de 1880 y 1890, Dagnan-Bouveret desarrolló una carrera muy exitosa en una variedad de géneros. Continuó creando imágenes naturalistas de la vida cotidiana, tanto urbana como rural, y cada vez se centró más en la pintura religiosa. En 1886, comenzó una serie de cuadros sobre el tema de la costumbre bretona del "pardon", una peregrinación anual asociada con el día de fiesta del santo patrón de una iglesia local. Vestidos con trajes bretones tradicionales, los peregrinos se reunían en la víspera del día de fiesta para confesarse y luego asistir a misa temprano por la mañana y un día de oración. Después de los servicios religiosos, caminaban en procesión alrededor de la iglesia, donde otros que deseaban ofrecer oraciones de agradecimiento podían unirse, a menudo llevando objetos como muletas que ya no necesitaban. Esta combinación única de teatralidad, costumbre rural impoluta y piedad cristiana fue atractiva no solo para Dagnan-Bouveret, sino también para los innumerables artistas que viajarían a Bretaña en los últimos años del siglo XIX.
La serie de cuadros sobre los "pardons" de Bretaña también abrió la puerta a la exploración de otros temas religiosos por parte de Dagnan-Bouveret. A finales de la década de 1880, comenzó a crear cuadros de la Virgen María, tomando como inspiración el ejemplo renacentista de Rafael, pero transformando la imagen en una meditación contemporánea de carácter simbolista. La "Consolatrix Afflictorum" (Consoladora de los afligidos) de 1899 representa un bosque iluminado místicamente donde la Virgen María y el Niño, rodeados de ángeles, ofrecen consuelo divino a un hombre arrodillado. Este mensaje de consuelo encontró un comprador dispuesto en el coleccionista de arte estadounidense Henry Clay Frick, quien recientemente había perdido a su hijo pequeño.
En la Exposición Universal de 1900, el prestigio de Dagnan-Bouveret como líder artístico respetado le permitió exhibir sus cuadros, incluido "La Última Cena del Señor", en una instalación separada en el recinto de la feria. El tamaño de esta obra, casi de 10 por 18 pies, estaba destinado a crear una sensación de inmediatez, como si el espectador fuera testigo de la crucial cena del jueves por la noche. Al igual que en sus cuadros de la Virgen María, Dagnan-Bouveret basó la composición de "La Última Cena del Señor" en modelos renacentistas, pero la iluminación mística pone en relieve rostros franceses muy contemporáneos en los apóstoles.
En noviembre de 1900, Dagnan-Bouveret fue elegido miembro de la Académie des Beaux-Arts del Institut de France, siendo uno de los pintores más jóvenes en recibir este honor. Aunque a menudo se sentía abrumado por los rápidos avances del modernismo en las primeras décadas del siglo XX, continuó pintando imágenes religiosas y retratos hasta su muerte en 1929. En el siglo XXI, su obra ha sido reevaluada y celebrada con una exposición en 2002 patrocinada por el Museo Dahesh en Nueva York.