Seguindo os ensinamentos dos seus mestres, o Dr. Elsimar, passou então a estudar os esteróides com efeito progestagênico, e particularmente descreveu o papel dos íons, cálcio e magnésio, como agentes periféricos da ação da progesterona.
Retornando dos Estados Unidos, ele tornou-se o Diretor de Pesquisas Clínicas da Maternidade Escola da Universidade Federal da Bahia, fazendo desse serviço, a Maternidade Climério de Oliveira, em Salvador - Bahia, o primeiro centro de referência para estudos e pesquisas na área da Reprodução Humana da Organização Mundial da Saúde no Brasil.
No início dos anos 60, estudando o emprego de substâncias progestínicas na prevenção do trabalho de parto prematuro, Dr. Elsimar observou e descreveu o efeito anticoncepcional da medroxiprogesterona (MPA), que se por um lado não se prestava àquela ação, por outro lado apresentavam efeito anticoncepcional, chegando então a propor em seus trabalhos clínicos os primeiros anticoncepcionais injetáveis, utilizando a substância progestagênica isoladamente por períodos de três meses, ou em combinação a um componente estrogênico, sendo este contraceptivo injetável de uso mensal (Ciclofem).
A partir daí, o Dr. Elsimar Coutinho despontou para tornar-se uma das maiores expressões na endocrinologia da reprodução e no planejamento familiar, tendo desenvolvido além do primeiro anticoncepcional injetável de efeito prolongado (Depo Provera), a primeira pílula anticoncepcional contendo Norgestrel, que é hoje o progestínico mais usado do mundo seguida da primeira pílula de dosagem reduzida. Outros métodos anticoncepcionais, fruto do seu pioneirismo, desenvolvidos ao longo de quarenta anos de pesquisas na Faculdade de Medicina da UFBA, incluem implantes subcutâneos com efeito prolongado (seis meses, um ano, dois anos, 3 anos e seis anos), dispositivos intra uterinos (Cruz de Lorena e Cruz de Caravaca), e o Lovelle®, a pílula vaginal.
Ainda fruto de suas pesquisas foram os tratamentos de infertilidade provocada pela endometriose (condição na qual tornou-se autoridade mundial, presidindo o 4o Congresso Mundial de Endometriose cuja realização na Bahia ocorreu em 1994) ou pela miomatose.
O primeiro caso de regressão de mioma seguida de gravidez, relatada na literatura médica internacional foi de sua autoria, publicado em 1982. Foi um dos fundadores no "International Committee for Contraceptive Research" - ICCR, do "Population Council", que se destacou no desenvolvimento de métodos contraceptivos como os dispositivos intra uterinos medicados com cobre, e o implante hormonal subdérmico com levonorgestrel, o Norplant.
Foi membro do Conselho Diretor do Programa de Reprodução Humana durante seis anos e do "Steering Committee of the Task Force on Infertility of the Expanded Programme in Human Reproduction" da Organização Mundial de Saúde, durante oito anos. Na área da infertilidade, desenvolveu um novo tratamento para a endometriose com a administração da Gestrinona, descrevendo também sua ação no tratamento não-cirúrgico dos leiomiomas.
Participante de várias sociedades médico-científicas no Brasil e no exterior, e fundador da Sociedade Brasileira de Andrologia, realizou conferências, organizando e presidindo eventos médico-científicos não só no Brasil, mas em diversos países.
Além da sua atividade de pesquisa e acadêmica como Professor Titular do Departamento de Ginecologia, Obstetrícia e Reprodução Humana da Faculdade de Medicina da Universidade Federal da Bahia, exerceu o cargo de Presidente de uma clínica modelo em planejamento familiar em Salvador, o CEPARH - Centro de Pesquisas e Assistência em Reprodução Humana, que é a semente de uma série de serviços de excelência nessa área especifica de tamanha necessidade em nosso meio.
Foi também o Presidente de um organismo internacional, o "South to South", que congrega pesquisadores de países em desenvolvimento, particularmente localizados no Hemisfério Sul, para o desenvolvimento conjunto de novos métodos contraceptivos mais adequados a sua realidade como:
- O gossipol, uma fração de óleo de algodão que apresenta efeito anti espermatogênese, a primeira proposta de uma pílula anticoncepcional para o homem.
- A pílula vaginal, proposta de uma via alternativa, mais fisiológica, como meio de administração hormonal.
- O Uniplant, um implante hormonal de única cápsula contendo progestínico de liberação contínua, de aplicação e seguimento mais simples que os disponíveis hoje no mercado internacional.
- Na Faculdade de Medicina criou a disciplina de Reprodução Humana, única no Brasil, no qual tornou-se professor titular desde a sua criação até a sua aposentadoria compulsória aos setenta anos de idade. Na década de 90, o Professor Elsimar Coutinho tornou-se muito conhecido pelo público em geral através de sua participação em programas educativos versando sobre Fertilidade, Infertilidade, Sexualidade e Planejamento Familiar em âmbito nacional. Atualmente o professor é presidente da Sociedade Brasileira de Ginecologia Endócrina (SOBRAGE), primeiro vice-presidente da Academia de Medicina da Bahia (AMB), Presidente do Centro de Pesquisas e Assistência em Reprodução Humana (CEPARH) e Presidente da Sociedade Baiana de Climatério (SOBACLIM).
- O Professor Elsimar era membro de 32 sociedades médicas. Até o ano de 2000 participou como conferencista convidado de 253 congressos. Publicou 350 trabalhos científicos, a maioria em revistas médicas internacionais como Nature, Endocrinology, Fertility and Sterility, American Journal of Obstetrics and Gynecology e Contraception.
- Publicou e editou mais de dez livros, a maioria no exterior. Seu livro sobre a menstruação, publicado em 1996, encontra-se na 8a edição. A versão inglesa deste livro foi publicada pela Oxford University Press e recebeu elogios de revistas médicas como Lancet, Journal of the American Medical Association (JAMA) e do British Medical Association cujo reviewer o classifica de obra prima.
