Piccard wurde 1917 Professor in Zürich, 1922 in Basel. Mit seinem Assistenten F. Kipfer unternahm er 1931 von Augsburg aus mit einem Ballon den ersten Stratosphärenflug, der sie in eine Höhe von 15 781 m brachte. Bei einem weiteren, 1932 gestarteten Versuch von Zürich aus konnte er 16 940 m verbuchen. Ab 1947 widmete sich Piccard Tauchversuchen in der Tiefsee, er entwickelte mit seinem Sohn Jacques das erste Tiefseetauchgerät (Bathyskaph). Mit ihm erreichte er eine Tiefe von 3 150 m.