El 1972 s'incorpora al "Molekularer Systemaufbau Abteilung" del Max-Plank Institut für Biophysikalische Chemie de Göttingen com a investigador. En aquest institut contacta amb Bert Sakmann del Departament de Neurobiologia amb qui va a col·laborar activament en els anys següents. Durant la primera dècada d'aquesta associació és pràcticament impossible separar la carrera científica d'Erwin Neher de la de Bert Sakmann. Qualsevol repartiment de mèrits seria injust. El disseny i posada a punt del "patch-clamp" és obra dels dos, dels seus coneixements, dedicació i entusiasme. És un exemple de col·laboració i només en l'última etapa pot parlar-se d'un treball més específic en cadascun dels casos.

El 1976 Erwin Neher i Bert Sakmann publiquen el seu treball seminal (Nature, 260, 799-802), en el qual per primera vegada registren canals iònics aïllats en la membrana de múscul denervat de granota. Després d'un any sabàtic (1975-76) com a investigador convidat en el Departament de Fisiologia de la Universitat de Yale (Dr. C. F. Stevens), en el qual confirma els seus resultats previs, es reincorpora a l'Institut Max-Plank de Göttingen, i participa en un experiment administratiu que va resultar ser tremendament fructífer: tres departaments d'aquest Institut, els de Neurobiologia (Prof. Otto Cretzfeld), Biologia Molecular (Prof. Tom Jovin) i Biofísica de Membranes (Prof. H. Kuhn) decideixen contribuir amb mitjans i espai a la formació d'un equip, el Membranebiophysik gruppe (Drs. Barrantes, Neher i Sakmann). D'aquest laboratori eixiria el "gigasegell" i els principals treballs del "patch-clamp". El 1982 és promogut a director del Departament de Biofísica de Membranes del mateix institut.

En la seua última etapa s'ha concentrat a conèixer els mecanismes biofísics que subjauen al fenomen secretor, especialment el senyal de calci intracel·lular i els salts de capacitància associats a l'exocitosi.

Ha sigut editor del Journal of Phisiology (1980-87). Ha rebut nombrosos premis i distincions com els premis Nernst-Haver-Bodenstein de la Societat Alemanya de Química-Física (1977), Feldberg (Felberg Foundation, Londres, 1979), K. C. Cole (Biophysical Society, USA, 1982), Harold Lamport (Acadèmia de Ciències de Nova York , 1982), Spencer (Columbia University, 1986), Leibniz (1986), International Research Award (Gairdner Foundation, Toronto, 1989), Hans Hellmut Vits (Universitat de Münster, 1990), Bristol-Myers Squibb Research Award (Nova York, 1990), Gerard (Societat Americana de Neurociències, 1991); és també membre de l'Acadèmia Europea (1989), de la National Academy of Sciences (1989), etc.