Alexandru Proca,Cécile DeWitt-Morette,Mioara Mugur-Schächter,Jean-Louis Destouches,Olivier Costa de Beauregard,Émile Durand,Bernard d'Espagnat,Nicolás Cabrera,Jules Géhéniau,José António Vieira Vassalo Pereira,Mioara Mugur-Schächter,João Luis Andrade e Silva
אחרי המלחמה חזר דה ברויי ללימודי הפיזיקה. הוא ניסה לספק הסברים לקשר הדואלי ביןחומר לקרינה. במסגרת עבודת הדוקטורט שהגיש לאוניברסיטת פריז ב-1924, העלה אתההשערה המכונה כיום על שמו, לפיה לכל חלקיק של חומר יש תכונות שלגל. על תגליתו את טבעם הגלי של האלקטרונים הוא זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת1929.
לאחר סיום הדוקטורט נשאר דה ברויי באוניברסיטת פריז, וב-1928 התמנה לפרופסור לפיזיקה תאורטית במכון על שםאנרי פואנקרה, שהוקם באותה השנה באוניברסיטה. הוא לימד במכון עד לפרישתו ב-1962. הוא נבחר לאקדמיה הצרפתית למדעים (1933) ולחבר ב-Bureau des Longitudes (1944). בשנת 1952 היה הזוכה הראשון בפרס קלינגה. כיהן כמזכיר קבוע שלהאקדמיה הצרפתית למדעים (1942) וכיועץ למוסד הצרפתי לאנרגיה אטומית. חלק מספריו תורגמו לאנגלית, ביניהם: "חומר ואור" (1939), "מהפכה בפיזיקה" (1953), "פירוש הזרם של גלים מכניים" (1964) ו"קוואנטים, חלל וזמן" (1984).
עם מותו של אחיו מוריס ב-1960 הפך דה ברויי לדוכס השביעי מברויי. הוא מעולם לא התחתן, ולא היו לו ילדים. הוא נפטר ב-19 במרץ 1987 בלובסיין(אנ'), בקרבת פריז. לאחר מותו עבר תואר הדוכסות לוויקטור-פרנסואה, בן דוד רחוק שהפך לדוכס השמיני מברויי.
השערת דה ברויי, אותה ניסח דה ברויי במסגרת עבודת הדוקטורט שלו, קובעת כי לכל חלקיק של חומר, למשל אלקטרון, יש תכונות שלגל. דה ברויי פיתח את התאוריה באנלוגיה לעבודות שלאלברט איינשטיין ומקס פלאנק, לפיהם לגלי האור יש גם תכונות של חלקיקים, הידועים היום בשםפוטונים. ניסוח ההשערה היה נקודת ציון חשובה בהתפתחותמכניקת הקוונטים ובדרך למשוואת שרדינגר המתארת את ההתנהגות הגלית של חלקיק בעל מסה. על אף שאין היום ספק בדבר נכונותה, הכינוי "השערת דה ברויי" נשמר.
המשוואה הקושרת ביןאורך הגל שלחלקיק ובין התנע שלו נקראת משוואת דה ברויי:כאשר הוא אורך הגל, הואקבוע פלאנק, ו- הוא התנע של החלקיק.