Giessenben tanult Justus von Liebignél, majd a Lyoni Egyetem, az École Polytechnique (1840) és a Collège de France (1841) professzora lett. Négykötetes kémiai munkája 1847-ben jelent meg. A sèvres-i porcelángyár igazgatójaként is folytatta tudományos munkásságát (1854-től). A francia-német hábor (1870-71) során laboratóriumát lerombolták. Fia, Henri, aki festő volt, elesett a harcokban.
Regnault sokféle fizikai méréshez tervezett műszereket,
és nagy gonddal újra megmérte sok szilárd anyag,
folyadék és gáz fajhőjét. Kimutatta,
hogy nincs két olyan gáz, amelynek pontosan megegyezne a
tágulási együtthatója, és bebizonyította,
hogy Boyle "tökéletes gázokra" vonatkozó gáztörvénye
a reális gázokra csak közelítőleg érvényes.
Levegőhőmérőjével meghatározta
a higany abszolút tágulását. Higrométert
is tervezett.