František Vyskočil se už od studentských let věnuje výzkumu elektrických a chemických signálů a biofyziky buněčných membrán především na spojení dvou neuronů. Jeho objevy zásadním způsobem prohloubily poznatky o přenosu nervových vzruchů a celkovém fungování nervové soustavy u živočichů i člověka, včetně lidského mozku. Mezinárodní pozornost si František Vyskočil získal objevem a popsáním mechanismu tzv. nekvantového vylučování neuropřenašečů na synapsích savců. Ve spolupráci s Přírodovědeckou fakultou UK použil mikroelektrodovou techniku také pro studium neurosekrece a přenosu impulzů v mozku a ve svalu při hibernaci neboli zimním spánku živočichů. František Vyskočil je zakládajícím členem Učené společnosti ČR a The Physiological Society, London, Cambridge. Je nositelem mnoha ocenění, mj. Čestné oborové medaile Jana Evangelisty Purkyně za zásluhy v biomedicínských vědách, kterou uděluje AV ČR, Medaile Josefa Hlávky, Stříbrné pamětní medaile Senátu i CenuyAkademie věd za rozvoj a popularizaci vědy. V roce 2021 se stal nositelem Stříbrné pamětní medaile Přírodovědecké fakulty UK v Praze za celoživotní zásluhy a pedagogiku. Dlouhodobě se věnuje popularizaci vědy.
