Godine 1936. podijelio je Nobelovu nagrada zajedno s Ottom Loewijem za svoje istraživanje acetilkolina kao sredstva kemijskog prijenosa živčanog impulsa.
Dale je zaslužan i za Dalev zakon (Dalevo pravilo), koji kaže da pojedini neuron može otpuštati na svom aksonu samo jedan neurotransmiter. Iako danas znamo da postoje neuroni u mozgu koji "koizlučuju" neurotransmiter sa signalnim peptidnim hormonom (npr. acetilkolin s vazoaktivnim intestinalnim peptidom), Dalev zakon, iako netočan, primjenjiv je na većinu neurona.