Charles-Paul Diday se spécialisa dans la recherche sur l'infection sexuellement transmissible, les maladies vénériennes, la blennorragie et la syphilis. Il étudia notamment la transmission de la syphilis de la mère à l'enfant. Il est l’auteur entre autres d’un "Traité de la syphilis et des nouveau-nés et des enfants à la mamelle" qui sera traduit en plusieurs langues. Il y créa une école de vénéréologie calquée sur celle de Philippe Ricord. Il fut un partisan de la distribution de préservatifs aux prostituées.
Charles-Paul Diday fut pendant 34 ans secrétaire général de la Société de Médecine de Lyon. Il fonda le Gazette médicale de Lyon dont il fut le rédacteur en chef.
Lors de ses nombreuses recherches, Charles-Paul Diday va jusqu’à s’inoculer le pus d’un chancre mou: le chancre devint ulcéreux, un énorme bubon se développa et il fallut plusieurs mois pour qu’il guérisse.
Travaux publiés
Traité de la syphilis des nouveau-nés et des enfants à la mamelle, Paris 1854
Exposition critique et pratique des nouvelles doctrines sur la syphilis, suivie d'une étude sur de nouveaux moyens préservatifs des maladies vénériennes, Paris, Londres et New York 1858)
Histoire naturelle de la syphilis, leçons professées à l'école pratique de la faculté de médecine de Paris, Paris 1863
Thérapeutique des maladies vénériennes et des maladies cutanées, co-écrit avec son confrère Pierre Adolphe Adrien Doyon, Paris 1876.
