Louis se révéla de suite un élève de premier ordre, réussissant dans toutes les disciplines enseignées et emportant toutes les récompenses, qu’il s'agisse de tâches manuelles ou de travaux intellectuels. Il n’avait pas encore quinze ans qu’on lui confiait certaines responsabilités d’enseignement et qu’il commençait ses recherches pour améliorer le système de lecture tactile de Valentin Haüy.
Déjà, au 14ème siècle, Zain Din al-Āmidī, professeur arabe aveugle de l'université de Bagdad, avait imaginé un système de lecture tactile ; au 16ème siècle, le médecin et mathématicien italien Jérôme Cardan avait proposé de graver les lettres de l'alphabet sur du métal ; d’autres innovations avaient suivi mais, malgré leurs avancées, aucune n’était vraiment satisfaisante. Quant à la méthode Haüy, si elle permettait d’apprendre à lire avec des lettres en relief cousues sur du papier, elle n’offrait pas d’apprentissage à l’écriture.
Le capitaine d’artillerie Charles Barbier de La Serre (1767-1841) avait, lui, inventé un moyen de correspondre de nuit avec les officiers en reproduisant les sons grâce à des points saillants. Testée par les élèves de l’Institution, cette « sonographie », sorte de sténographie auditive, qui ne respectait pas l’orthographe, se révéla trop compliquée. Devant le refus de son auteur d’y voir apporter des améliorations, Louis poursuivit ses propres recherches avec acharnement.
1829 signa le véritable acte de naissance du système avec la parution de l’ouvrage imprimé en relief linéaire par Braille lui-même : Procédé pour écrire les paroles, la musique et le plain-chant au moyen de points, à l’usage des aveugles et disposés par eux-mêmes.
En adoptant un alphabet calqué sur celui des voyants, beaucoup plus facile à déchiffrer dans sa conception, il donnait enfin un accès réel et complet à la culture. Après quelques difficultés et des améliorations, adapté à toutes les langues de la terre, le braille est devenu pour les aveugles une écriture universelle.
Les bâtiments humides et insalubres de l’Institution des aveugles étaient propices à la tuberculose que Louis contracta et qui l’emporta.
Selon la volonté de sa famille, il fut inhumé le 10 janvier 1852 au cimetière de Coupvray où reposaient déjà son père et sa sœur Marie dans une fosse commune.
Par décision du conseil municipal, en date du 15 février 1885, une concession à perpétuité fut accordée pour la tombe de Louis Braille. La commune y fit installer une pierre tombale et une croix de fer ayant dans son centre une tête de femme en pleurs.
Le maire fit graver : « Louis Braille né à Coupvray le 4 janvier 1809 décédé à Paris le 6 janvier 1852 professeur à l'institut national des jeunes aveugles de Paris inventeur de l’écriture en points saillants a l'usage des aveugles ».