Esmarch var en af de største autoriteter inden for hospitalsvæsen og militær kirurgi. Hans Handbuch der kriegschirurgischen Technik blev skrevet til en pris, der blev uddelt af kejserinde Augusta i anledning af Wien-udstillingen i 1877 for den bedste håndbog for slagmarken om kirurgiske apparater og operationer. Denne bog er illustreret med beundringsværdige diagrammer, der viser de forskellige metoder til bandagering og forbinding samt de kirurgiske operationer, som de forekommer på slagmarken. Esmarch har selv opfundet et apparat, som bærer hans navn, til at holde et lem næsten blodfrit under amputation.
Ingen del af Esmarchs værk er mere kendt end den del, der omhandler førstehjælp, idet hans First Aid on the Battlefield og First Aid to the Injured er populære håndbøger om emnet. Sidstnævnte er indholdet af et kursus af foredrag, som han holdt i 1881 på en samaritanskole, den første af den slags i Tyskland, som Esmarch grundlagde i 1881 i efterligning af de St John Ambulance-klasser, der var blevet organiseret i England i 1878. Disse foredrag blev meget generelt vedtaget som en håndbog for førstehjælpsstuderende, og der blev krævet oplag efter oplag, og de er blevet oversat til adskillige sprog, hvoraf den engelske version er blevet udarbejdet af HKH Prinsesse Christian.
Ingen ambulancekursus ville være komplet uden en demonstration af Esmarch-bandagen. Det er et tresidet stykke linned eller bomuld, hvoraf bunden måler 4 fod og siderne 2 fod 10 tommer. Det kan bruges foldet eller åbent og anvendes på toogtredive forskellige måder. Den opfylder alle formål til midlertidig forbinding og feltarbejde, og dens store anbefaling er, at midlerne til at fremstille den altid er lige ved hånden.
I 1857 skrev Esmarch en artikel sammen med psykiateren Peter Willers Jessen. De havde opdaget sammenhængen mellem syfilis og generel lammelse hos sindslidende.