Porträtt av Colesworthey Grant

Hans första vistelse i Indien präglades av arbete inom bland annat botanisk farmakologi, kemi, galvanisk elektricitet och undervattensledning. Han arbetade med modifieringar av Daniellcellen och användningen av halvpermeabla membran av garvat läder i dem. Han identifierade användningen av zink för att minska rostningen av järn innan processen för galvanisering hade etablerats. O’Shaughnessy analyserade också den kanonbomull som utvecklats av Christian Friedrich Schönbein och kände igen kvävets roll och identifierade korrekt svavelsyrans roll för att avlägsna vatten från bomullen. Han utvecklade också en silverkloridelektrod och experimenterade med att lägga till färgtoner i Daguerres fotografiska process. I Calcutta var han medlem av Medical and Physical Society of Calcutta, där han publicerade en av sina första artiklar om medicinska tillämpningar av cannabis. Han bekräftade folkliga användningsområden för cannabis i Indien, upptäckte nya användningsområden och rekommenderade slutligen cannabis för ett stort antal olika terapeutiska ändamål. O’Shaughnessy grundade sitt rykte genom att framgångsrikt lindra smärtan vid reumatism och lugna ett spädbarns kramper med cannabis. Han populariserade så småningom användningen av cannabis i England. Hans mest berömda framgång kom när han dämpade de slitsamma muskelspasmerna vid stelkramp och rabies med harts. Även om han inte kunde bota stelkramp, observerade han att cannabisblandningen minskade deras symtom på spasticitet och deras lidande. År 1837 publicerade han sin oberoende konstruktion av en elektrisk motor. År 1839 utförde O’Shaughnessy experiment på ett experimentellt telegrafisystem som han satte upp i den botaniska trädgården i Calcutta med hjälp av Nathaniel Wallich. En längd av 22 miles tråd lades ut genom att sicksacka dem över bambustolpar. År 1841 återvände han till England, där han introducerade Cannabis indica i den västerländska medicinen och fortsatte sina vetenskapliga skrifter. Han var medlem av London Electrical Society och valdes till fellow i Royal Society den 16 mars 1843. I kandidaturen för val till fellow i Royal Society angavs att han var ”framstående för sin bekantskap med vetenskapen om medicin och kemi, framstående som läkare och som främjare av utbildning bland de infödda i Bengalen”. O’Shaughnessy var en anhängare av idén om utbildning på inhemska språk inom medicin. Han ville också att lokalt tillgängliga medicinkällor skulle utnyttjas för att ge billig hjälp. Som lärare tog han med eleverna på utflykter till den botaniska trädgården för att introducera dem till de lokala medicinalväxterna. År 1837 utarbetade han en Manual of Chemistry som trycktes i tusen exemplar för användning i Calcutta. En andra upplaga producerades 1842. En annan viktig bok var Bengal Dispensatory and Pharmacopeia som innehöll en bilaga om ”förbättring av bengalisk keramik” (1840) eftersom lergodsimport från Europa visade sig vara dyrt. Bengal Dispensatory innehöll beskrivningar av flera växtarter som Wallich gjorde eller övervakade, bland annat av Abelmoschus longifolius, Pharbitis caerulea, Hebradendron pictorium och Garcinia pictoria. Dessa beskrivningar har ofta förbisetts av botaniker tidigare.