1874 verfasste Oustalet seine Doktorarbeit mit dem Titel Recherches sur les insectes fossiles des terrains tertiaires de la France, in der er die tertiäre Insektenfauna hauptsächlich aus der Auvergne und der Umgebung von Aix-en-Provence beschrieb. Er war beim Muséum national d’histoire naturelle angestellt, wo er 1873 die Nachfolge von Jules Verreaux (1807–1873) antrat. Nach dem Tod von Alphonse Milne-Edwards (1835–1900) im Jahre 1900 übernahm er dessen Professorenstuhl in der Abteilung Mammalogie.
1877 veröffentlichte er zusammen mit Armand David (1826–1900) das Werk Les Oiseaux de la Chine ... Avec un atlas de 124 planches, dessinées et lithographiées par M. Arnoul et coloriées au pinceau, ein Standardwerk über die Vogelwelt Chinas mit 124 handgemalten Lithografien des Künstlers M. Arnoul. In diesem Werk sind erstmals 807 Vogelarten beschrieben worden, von denen 249 in China endemisch sind. Die Vögel sind in ihrer natürlichen Umgebung (z. B. auf einem Ast) dargestellt. 1900 beschrieb er 160 Vogelbälge, die Jean Dybowski von seinen Expeditionen aus dem Kongo mitbrachte.
Oustalet war 1900 Präsident des 3. Internationalen Ornithologischen Kongresses (IOC) in Paris.
1874: Recherches sur les insectes fossiles des terrains tertiaires de la France (Paris: G. Masson).
1877: mit Armand David, Les Oiseaux de la Chine ... Avec un atlas de 124 planches, dessinées et lithographiées par M. Arnoul et coloriées au pinceau (2. Bände)
1878: mit A. Milne-Edwards, Études sur les Mammifères et les Oiseaux des Îles Comores (Paris).
1880–1881: Monographie des oiseaux de la famille des mégapodiidés (2. Bände, Paris).
1889: Oiseaux dans le compte rendu de la mission scientifique du Cap Horn. 1882–1883 (Paris: Gauthier-Villars et fils).
1893: La Protection des oiseaux (Paris: Jouvet) – Nachdruck 1895 und Neuauflage 1900.
1895: Les Mammifères et les Oiseaux des îles Mariannes (2. Bände, Paris).
1899: Oiseaux du Cambodge, du Laos, de l'Annam et du Tonkin (Paris).
Literatur
Philippe Jaussaud, Édouard R. Brygoo: Du Jardin au Muséum en 516 biographies. Muséum national d’histoire naturelle de Paris, 2004, ISBN 2-85653-565-8.
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Gustav Hartlaub: Nachträgliches zur Ornithologie Chinas und insbesondere Hainans. In: Abhandlungen herausgegeben vom Naturwissenschaftlichen Verein zu Bremen. Band16, 1900, S.245–296 (biodiversitylibrary.org).
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