Вершиной творческих достижений Фишера стали начатые им в 1899 работы по химии белков. В 1901 он создал метод анализа и разделения аминокислот, основанный на переводе их в сложные эфиры, которые можно было подвергать фракционной перегонке, не опасаясь разложения. С помощью этого метода провел качественное и количественное определение продуктов расщепления белков и открыл аминокислоты валин, пролин и оксипролин. Позднее из аминокислот стал получать продукты их конденсации, названные полипептидами. Последовательно синтезировал ди-, три- и т.д. пептиды, всего около 125. Один из них, состоящий из 18 аминокислот, долгое время оставался наиболее сложным из всех синтезированных органических соединений с известной структурой. Фишер установил механизм соединения аминокислот в линейные цепочки через образование пептидной связи (и ввел этот термин), разработал методы синтеза D- и L-аминокислот.

Из других достижений Фишера в области органического синтеза следует упомянуть синтез в 1903 (совместно с Ф.Мерингом) диэтилбарбитуровой кислоты, которая получила применение как снотворное средство под названием веронал (известное также как барбитал). В последние годы жизни исследовал дубильные вещества.

Среди учеников Фишера такие известные химики, как В.Вислиценус, О.Варбург, А.Виндаус. В 1900 при его содействии был открыт Химический институт при Берлинском университете. В 1911 при его деятельном участии было учреждено Общество содействия развитию науки кайзера Вильгельма. Научное наследство Фишера состоит из ряда фундаментальных трудов, сотен статей и мемуаров.

Умер Фишер в Берлине 15 июля 1919.