Devine docent al Clinicii de boli nervoase din București (1903), urmând și un stagiu de perfecționare la
München (
1906). Apoi, devine medic primar la Ospiciul Mărcuța (1909-
1912).
Este angajat în învățământul superior medical, ca profesor universitar de neurologie și psihiatrie, la Facultatea de Medicină din
Iași (
1913–
1933) și de clinică endocrinologică la Facultatea de Medicină din București (1933-
1940 și
1944–
1958).
În paralel cu activitatea didactică își continuă activitatea profesională ca director al Spitalului Socola din Iași (
1917–
1930) și apoi al Institutului pentru bolile nervoase, mintale și endocrinologice din București (1930-
1940).
În
1928 este ales membru corespondent al
Academiei Române și în
1939 devine membru titular și președinte de onoare al acestui prestigios for științific.
În
1946, regele Mihai înființează Institutul de Endocrinologie cu numele „C. I. Parhon”. Primul sediu al acestui institut a fost la Spitalul „Colentina”. Ulterior, după naționalizarea în 1948 a spitalelor, sediul Sanatoriului de maici „St. Vincent du Paul”, din parohia Bisericii Franceze de la Statuia Aviatorilor, a devenit sediul Institutului.
A fost director al Institutului de Endocrinologie (1949–1957) și al Institutului de Geriatrie (1952-1957). I-a fost conferit titlul de Erou al muncii socialiste. A încetat din viață la 9 august 1969 în București și a fost înmormântat în Mausoleul din Parcul Carol. Rămășițele sale pământești au fost exhumate după dezafectarea mausoleului în anul 1991.
A fost ales ca membru al Academiilor de Științe ale URSS, R. P. Bulgară, R. P. Ungară și R.D.G, al societăților de endocrinologie din Paris, Moscova și Praga, al Societății Estone de Neurologie, al mai multor societăți din Paris (de neurologie, de psihiatrie, de medico-psihologie și al Societății medicale a spitalelor). În anul 1948 a fost ales ca Doctor honoris causa al Universității Caroline din Praga.
Parhon a fost fondatorul Revistei Societății Române de Endocrinologie, Acta Endocrinologica, în 1938 (revista refuncționează din 2005 sub egida Academiei Române).