Terminados sus estudios primarios, se trasladó a Buenos Aires a la Escuela Normal de Preceptores -donde permaneció sólo un año- debido a que dicha institución fue cerrada por el gobierno. En 1869, a los 15 años, es nombrado maestro elemental en la Escuela Municipal de Mercedes, cargo que ocupa hasta 1877, cuando es ascendido a Director de dicho establecimiento. En esos años -y en sus horas libres- reúne, cataloga y estudia gran cantidad de fósiles recogidos en las barrancas del río Luján.
El resultado es que en 1875 ya tiene escrito el plan de su obra "La antigüedad del hombre en El Plata", estudio que le conduce de la geología a la arqueología. En 1878 viaja a París al Congreso Internacional de Ciencias Antropológicas con su colección de fósiles (con cuya venta espera vivir y publicar su obra escrita) y conoce a los investigadores más destacados de su especialidad: Mortillet, Quatrefages, Cartailhac, entre muchos otros.

En 1880 -con sólo 28 años y bien ganado prestigio europeo- publica varios trabajos que le valen el reconocimiento unánime de sus colegas. Permanece tres años en Europa, casándose con la francesa Leontina Poirier. En 1881 regresa al país en malas condiciones económicas. Abre la "Librería del Glyptodon", y es en el pequeño cuarto inmediato al negocio donde nace "Filogenia", considerada su obra genial. En 1884-85 obtiene la titularidad de la cátedra de zoología de la Universidad de Córdoba, funda allí el Museo y alcanza los títulos de doctor "honoris causa" y académico de la Facultad de Medicina de Córdoba. Entre 1885 y 1902 se retira a la vida privada, siendo la época más brillante y fecunda de su carrera científica. Luego es profesor en las Universidades de Buenos Aires y La Plata, subdirector y secretario del Museo de La Plata hasta 1888 y desde 1902 pasa a ser Director del Museo de Historia Natural.
La muerte de su madre y su esposa en un mismo año lo conmueven hondamente, a lo que se suma una gangrena diabética que comienza a consumirlo. Muere en su modesta casa de La Plata.