Samen met Léonce Élie de Beaumont studeerde hij onder André Brochant de Villiers, die beide studenten meenam op een wetenschappelijke reis naar Engeland en Schotland, om de mijnen van dat land te bestuderen en de technieken, waarmee eerder een geologische kaart van Engeland was gemaakt, eigen te worden. Van 1823 tot 1836 deden de drie geologisch onderzoek in Frankrijk om een geologische kaart van Frankrijk te maken. Daarnaast waren Dufrénoy en Élie de Beaumont van 1836 tot 1841 bezig de begeleidende tekst bij de kaart te schrijven. Publicatie volgde in twee volumes tussen 1841 en 1848, in 1873 zou een derde deel volgen. Samen met Élie de Beaumont publiceerde Dufrénoy verder nog Voyage Métallurgique en Angleterre (1827, over de stand van de metallurgie in Engeland), Mémoires pour servir a une description géologique de la France (vier delen, 1830-1838), en een onderzoek naar vulkanisme in het Centraal Massief (1833).
Dufrénoy haalde de collectie mineralen van René Just Haüy uit Londen naar Frankrijk, waar hij hem onderbracht in het muséum national d'histoire naturelle, dat onder zijn hoede een van de belangrijkste natuurhistorische musea ter wereld werd.
↑Jean-Jacques Amigo, « Dufrénoy (Ours, Pierre, Armand dit Petit-Dufrénoy) », in Nouveau Dictionnaire de biographies roussillonnaises, vol. 3 Sciences de la Vie et de la Terre, Perpignan, Publications de l'olivier, 2017, 915 p. (ISBN 9782908866506)