Esmarch var en av de största auktoriteterna inom sjukhusförvaltning och militär kirurgi. Hans Handbuch der kriegschirurgischen Technik skrevs för ett pris som kejsarinnan Augusta utdelade i samband med Wienutställningen 1877 för den bästa handboken för slagfältet om kirurgiska apparater och operationer. Boken är illustrerad med beundransvärda diagram som visar de olika metoderna för bandage och förband samt de kirurgiska operationerna så som de förekommer på slagfältet. Esmarch uppfann själv en apparat, som bär hans namn, för att hålla en lem nästan blodfri under amputation.
Ingen del av Esmarchs arbete är mer känd än den som handlar om första hjälpen, hans First Aid on the Battlefield och First Aid to the Injured är populära handböcker i ämnet. Den sistnämnda är innehållet i en föreläsningskurs som han höll 1881 vid en samaritanskola, den första i sitt slag i Tyskland, som Esmarch grundade 1881 i efterföljd av de St John Ambulance-klasser som hade organiserats i England 1878. Dessa föreläsningar antogs mycket allmänt som en handbok för elever som studerar första hjälpen, upplaga efter upplaga har efterfrågats, och de har översatts till många språk, den engelska versionen är ett verk av H.K.H. Prinsessan Christian.
Ingen ambulanskurs skulle vara komplett utan en demonstration av Esmarchförbandet. Det är ett tresidigt stycke av linne eller bomull, där basen mäter 4 fot och sidorna 2 fot 10 tum. Den kan användas hopvikt eller öppen och appliceras på trettiotvå olika sätt. Det uppfyller alla syften för tillfälliga förband och fältarbete, medan dess stora rekommendation är att medlen för att tillverka det alltid finns till hands.
År 1857 skrev Esmarch en artikel tillsammans med psykiatrikern Peter Willers Jessen. De hade upptäckt sambandet mellan syfilis och allmän förlamning hos sinnessjuka.