В 1894 году он написал большую работу, «Атлас человеческого мозга и пути нервных волокон», который впервые был опубликован на немецком, английском, французском и русском языках, и только в 1896 году был издан на польском. Зигмунд Фрейд считал его отличным учебным материалом[1]. В 1898—1899 годах вышло второе расширенное издание атласа, в котором он изложил своё открытие: «Закон эксцентрического расположения длинных проводников» (Закон Ауэрбаха—Флатау). За это открытие он получил в Москве в 1899 году степень доктора медицинских наук.
В 1912 году написал монографию, посвящённую мигреням, которая была переиздана только в 2007 году[2] и теперь часто цитируется в медицинской литературе — это самая известная его книга. Он одним из первых представил полную клиническую картину мигрени.
В октябре 1911 года Эдвард Флатау передал Варшавскому научному обществу основанную им при Психологическом обществе неврологическую лабораторию.
В 1913 году он организовал и возглавил при Институте экспериментальной биологии нейробиологическую лабораторию; занимался экспериментальным созданием опухолей мозга путём химического и физического воздействий на мозговую ткань; описал ряд симптомов при менингите: «Симптом Флатау» — расширение зрачков при интенсивном, быстром пассивном сгибании шеи больного.
В 1927 году Флатау, независимо от Эмиля Редлиха в Вене, описал вспышку рассеянного энцефаломиелитa (болезнь Редлиха—Флатау). Флатау был убеждён, что эта болезнь была вызвана вирусом, что позднее подтвердилось.
