Entre otras cosas, repara el “Componium", un mecanismo antepasado de los robots musicales. Este trabajo le dio cierta notoriedad y, ya convertido en un reconocido relojero, trabajó para Maison Destouche.
Un coleccionista, el Conde de L'Escalopier, quien se había convertido en su amigo, le adelantó la suma necesaria para abrir el Théâtre des Soirées Fantastiques. El 3 de Julio de 1845 tiene lugar la primera sesión en que Robert-Houdin presenta sus autómatas mágicos como el Marvelous L'Oranger o Le Pâtissier du Palais-Royal  ; Durante los meses siguientes añadió Le Voltigeur al trapecio , así como nuevas experiencias como La Bouteille inépuisable y La Suspension éthéréenne , cuyo diseño y ejecución hizo olvidar el repertorio ya obsoleto de sus predecesores.
Su autómata "Escritor/Dibujante" fue la sensación de la Exposición de Paris realizada e el año anterior, 1844, pero quizás su obra maestra fue el Jugador de Ajedrez. Houdin recorrió las cortes europeas mostrando las enorme habilidad y capacidad de su autómata, que lograba derrotar con facilidad a muchos de los mejores jugadores de la epoca. Hubo varias versiones, y cada una de ellas aventajaba a la precedente, dejando a jugadores y público rascándose la cabeza. La última, y que casi causa la ruina definitiva de Houdin, reveló que en el interioir de la caja del autómata había un enano que hábilmente manipulaba las piezas. Acallado el escándalo, quedó siempre la incógnita si el enano era realmente un genio del ajedrez o si Houdin, usando alguno de sus trucos era capaz de transmitir la exacta movida necesaria.
En cinco años, Robert-Houdin hizo una fortuna en su teatro en el Palais Royal. La espectacularidad, el suspenso y el horror de algunos de sus actos no hacían otra cosa que aumentar los éxitos de sus espectáculos. Algunos de sus trucos subsisten todavía y, con ligeras variantes, son presentados por magos contemporáneos. Formó un asistente Chocat, alias Hamilton, y le dejó su teatro en 1852. Cuando expiró el contrato de arrendamiento de la sala Palais-Royal, el teatro se transfirió en 1854 al 8, Boulevard des Italiens. En 1879 Émile Robert-Houdin, hijo de Jean-Eugène Robert-Houdin se convirtió en el propietario del teatro. En 1888 su viuda Léonie Munier vendió el establecimiento y su equipamiento a Georges Mélies, él mismo un ilusionista, de 27 años devendo, con los años, en genio de la cinematografía
Robert-Houdin estuvo siempre interesado en todo lo relacionado con la ciencia y presentó muchas patentes. A la fecha le debemos los dispositivos que permiten medir los golpes de los esgrimistas, el taxímetro, los dispositivos electromecánicos de control remoto, y ciertos instrumentos de oftalmología.
Murió en Saint-Gervais-la-Forêt el13 de junio de 1871. Está enterrado en el cementerio de Blois, bajo una tumba que no presenta a priori ninguna retractación mágica. 
Su nombre, con una ligera variante, fue tomado años mas tarde por el reconocido mago, prestidigitador y escapista Harry Houdini, de dilatada carrera y que sorprendiese al mundo durante décadas con sus variadas hazañas. Fue conocida su admiración por los trabajos de Jean-Eugène Robert-Houdin y realizó varias visitas a la tumba de quien fuese su inspirador. Concebía la magia como un espectáculo en sí mismo y demostró gran habilidad para liberarse del interior de cajas fuertes arrojadas al mar, de camisas de fuerza colgado boca abajo de rascacielos, y de toda suerte de esposas, cuerdas, baúles cerrados con candados y cadenas de cualquier tipo.