Brysselin kuninkaallisesta konservatoriosta lähdettyään Sax alkoi kokeilla uusia instrumenttimalleja, kun taas hänen vanhempansa jatkoivat perinteisten instrumenttien valmistusta. Saxin ensimmäinen merkittävä keksintö oli bassoklarinetin rakenteen parantaminen, jonka hän patentoi 24-vuotiaana. Hän muutti pysyvästi Pariisiin vuonna 1842 ja alkoi työskennellä uudenlaisen venttiilikorvakkeen parissa. Vaikka hän ei keksinyt tätä soitinta, hänen esimerkkinsä olivat paljon menestyksekkäämpiä kuin hänen kilpailijoidensa, ja ne tulivat tunnetuiksi saksitorvina. Hector Berlioz oli niin ihastunut niihin, että hän järjesti helmikuussa 1844 yhden teoksensa soitettavaksi kokonaan saksofoneilla. Niitä valmistettiin seitsemää eri kokoa, ja ne tasoittivat tietä flugelsarven luomiselle. Nykyään saksitorvia käytetään toisinaan konserttiorkestereissa, marssiorkestereissa ja orkestereissa. Saksitorvi loi myös pohjan nykyaikaiselle eufoniumille.
Sax kehitti vuonna 1845 myös saksotrombaperheen, venttiilirakenteiset vaskisoittimet, joissa oli kapeampi suuaukko kuin saksitorvissa, mutta ne säilyivät hengissä vain lyhyen aikaa.
Saksitorvien käyttö levisi nopeasti. Saksitorven venttiilit hyväksyttiin aikanaan huipputekniikan mukaisiksi, ja ne ovat pitkälti muuttumattomina säilyneet nykyäänkin. Adolphe Saxin edistysaskeleita seurasi pian brittiläinen puhallinorkesteriliike, joka omaksui yksinomaan saksofoniperheen soittimet. Jedforest Instrumental Band perustettiin vuonna 1854 ja Hawick Saxhorn Band vuonna 1855 Skotlannin Bordersissa, kymmenen vuotta sen jälkeen, kun saksitorvimallit tulivat saataville.
Vuoden 1840 tienoilla Sax keksi clarinette-bourdonin, varhaisen epäonnistuneen kontrabassoklarinetin mallin. Hän patentoi 28. kesäkuuta 1846 saksofonin, joka oli tarkoitettu käytettäväksi orkestereissa ja sotilassoittokunnissa. Vuoteen 1846 mennessä Sax oli suunnitellut saksofoneja sopraninosta subkontrabassoon, mutta kaikkia ei rakennettu. Säveltäjä Hector Berlioz kirjoitti vuonna 1842 hyväksyvästi uudesta soittimesta, mutta hänen tuestaan huolimatta saksofonista ei tullut orkesterin vakiokappaletta. Koska saksofonit pystyivät soittamaan teknisiä kohtia helposti puupuhaltimien tapaan, mutta kuitenkin äänekkäästi vaskisoittimien tapaan, ne otettiin mukaan sotilassoittokuntiin Ranskassa ja muualla. Hänen maineensa auttoi varmistamaan hänelle työpaikan opettajana Pariisin konservatoriossa vuonna 1857.
Sax jatkoi soitinten valmistusta myöhemmin elämässään ja johti Pariisin konservatorion uutta saksofoniohjelmaa. Kilpailevat soitinvalmistajat sekä hyökkäsivät hänen patenttiensa oikeutusta vastaan että haastoivat Saxin oikeuteen patenttirikkomuksesta. Nämä oikeudelliset ongelmat jatkuivat yli 20 vuotta. Hän ajautui kolme kertaa konkurssiin: vuosina 1852, 1873 ja 1877.
Sax kärsi huulisyövästä vuosina 1853-1858, mutta toipui täysin. Vuonna 1894 hän kuoli köyhyydessä Pariisissa, ja hänet haudattiin Pariisin Cimetière de Montmartren osastolle 5 (Avenue de Montebello).
- Muut keksityt soittimet
-
6-mäntäinen pasuuna
-
Bassosaksofoni, 1863