Dopo essersi stabilita nel castello di Cirey, nell’Alta Marna, con Voltaire a partire dal 1735, redasse i suoi primi lavori scientifici. Assistette con il filosofo a esperimenti sulla propagazione del fuoco, che avrebbero condotto alla stesura segreta (
vedi l’articolo) della sua
Dissertation sur la nature et la propagation du feu, scritta nel 1738 per rispondere al concorso bandito dall’Académie royale des sciences nel 1737. La sua memoria non vinse il premio, ma godette di grande riconoscimento, poiché poco dopo divenne il primo testo pubblicato da una donna di scienza nelle
Mémoires de l’Académie royale des sciences. Nella sua vicinanza intellettuale a Maupertuis, ai Bernoulli, celebri matematici svizzeri, e a Leonhard Eulero (1707-1783), frequentando i testi del matematico e filosofo Christian Wolff (1679-1754) e del fisico olandese Willem Jacob ’s Gravesande (1688-1742), redasse e poi pubblicò anonimamente, nel 1740, le
Institutions de physique. Una seconda edizione rielaborata, comprendente una parte della sua corrispondenza con il segretario perpetuo dell’Académie royale des sciences dell’epoca, Jean-Jacques Dortous de Mairan (1678-1771), uscì nel 1742 con il suo nome. Accuse di plagio, mosse dal matematico tedesco Samuel Kœnig (1712-1757), la indussero presto a farsi conoscere come autrice di questo testo. Rivolto a suo figlio, il testo appare a prima vista come un manuale di fisica destinato a presentare i fondamenti metafisici della fisica moderna. Ma in quest’opera Émilie du Châtelet propone, da un lato, una sovversione dello stereotipo di genere: nella prefazione, ribaltando l’impianto del celebre testo di Francesco Algarotti,
Le newtonianisme pour les dames (
vedi l’articolo), è la donna di scienza a insegnare a un giovane uomo ciò che occorre sapere in fisica (vedi riquadro). Dall’altro, anziché limitarsi a esporre i principi metafisici di Leibniz (1646-1716) e la fisica di Newton (1642-1727), in una semplice esposizione che sancirebbe una mancanza di originalità filosofica, il testo propone un’originale filosofia della scienza.