Ayant presque aussitôt commencé la série de ses catalogues : le Catalogue descriptif illustré des spécimens de physiologie et d'anatomie comparées, le Catalogue d'Histoire naturelle, celui d'Ostéologie et celui des Débris organiques fossiles que possède le musée du collège, il fut nommé conservateur de ce musée et professeur d'anatomie et de physiologie au Collège des Chirurgiens en 1835. Il fut un membre très actif de la commission d'enquête sur l'état sanitaire des villes, ainsi que de toutes les commissions d'hygiène de la métropole, et c’est à sa persévérance qu’est due la transformation du marché aux bestiaux de Smithfield, avec ses dépendances ignobles et nauséabondes, en simple marché à fourrage.
A l’Exposition universelle de 1851, M. Owen fut président du jury de la section des substances animales, fonctions dont il fut de nouveau chargé, et pour la même classe, à l’Exposition universelle de Paris de 1855. La même année, il publiait à Paris, en français, ses Principes d'ostéologie comparée. Un os fossile de la Nouvelle-Zélande lui ayant été soumis, en 1837, il y avait reconnu un débris d’un oiseau plus grand que l’autruche, et ses recherches ultérieures le confirmèrent pleinement dans cette idée, qu’il développa dans les Transactions de la Société zoologique ; dans le volume de ce recueil pour 1855, il pose les bases de sa théorie de l’extinction des espèces due à la « lutte pour l’existence » provoquée par des influences étrangères. Dans son ouvrage Sur la nature des membres, poursuivant ses recherches. 