När det naturhistoriska Museo de La Plata i Argentina 1893 sökte en ung vetenskapsman som chef för den nybildade zoologiavdelningen, fann man honom i Lahille, redan med åtta års erfarenhet från marinlaboratorierna i Banyuls-sur-mer och Roscoff, och sextio publicerade arbeten med avhandlingen om manteldjurens taxonomi som den mest banbrytande. Under sex år vid museet i Argentina skapade Lahille en marin forskningsstation i utkanten av Mar del Plata samt initierade vetenskapliga studier av kontinentalsockeln utanför Argentina. Han deltog dessutom i två forskningsresor för att undersöka naturresurserna längs Patagoniens kustland.
Lahille blev därefter chef för fisk och viltavdelningen inom det argentinska jordbruksministeriet, där han särskilt engagerade sig inom nya biologiska forskningsfält. I Argentina kom han att publicera över 300 vetenskapliga texter inom ett mycket brett område. I maj 1910 utnämndes han till professor i zoologi vid fakulteten för jordbruk och veterinärmedicin vid universitetet i Buenos Aires.