Între 1911 și 1920 a fost șef de lucrări la Catedra de Medicină Operatoare și Obstetrică Veterinară, precum și la cea de Patologie medicală veterinară. În paralel, din 1913, a ocupat prin concurs un post de medic veterinar stagiar în cadrul Serviciului Veterinar al Primăriei București. În ianuarie 1915 s-a căsătorit cu Ecaterina Popescu, fiica medicului veterinar al orașului București, Irimia Popescu, personalitate importantă a vremii în domeniul zooveterinar.
În 1920 a obținut o bursă de specializare în străinătate, urmând studii de chirurgie operatorie și obstetrică. În 1922 a frecventat Școala Superioară de Medicină Veterinară din Milano, unde a obținut titlul de doctor în medicină veterinară „cum laudae”, cu o teză privind diagnosticul precoce al gestației la vacă („Le diagnosi precoce delle gravidenza nella vacca”). În aceeași perioadă s-a specializat și la Clinica obstetricală a Facultății de Medicină Veterinară din München.
Între 1918 și 1926 a fost profesor suplinitor la catedra de Medicină Operatoare, Obstetrică și clinică obstetricală a Școlii Superioare de Medicină Veterinară din București, iar din 1926 până la pensionarea din 1946 a fost profesor titular. Între 1936 și 1938 a condus Laboratorul de Igienă al Institutului Național Zootehnic.
De-a lungul carierei a publicat numeroase studii și articole de specialitate, multe dintre ele citate în lucrări internaționale. Printre contribuțiile sale se numără cercetări privind echinococoza bovină, vindecarea pleureziilor la cal, histerectomia la carnivore și suine, precum și studii despre însămânțarea artificială la cabaline—domeniu în care a avut un rol pionieresc.
Fălcoianu a promovat introducerea cercetării în laboratoarele veterinare și a contribuit decisiv la dezvoltarea însămânțării artificiale în România. Prin implicarea studenților în campanii practice și utilizarea unor instrumente medicale concepute după indicațiile sale, a modernizat considerabil practica veterinară.
Pentru meritele sale, a fost decorat în 1941 cu Semnul Onorific „Răsplata Muncii pentru 25 de ani în Serviciul Statului”. A fost pensionat în 1946, iar la 29 noiembrie 1951 a încetat din viață, fiind înmormântat în Cimitirul Bellu din București.