Po ukończeniu studiów, od 1867 roku prowadził swoją praktykę w Belfaście - był z zawodu weterynarzem.
Podobno zdenerwowany hałasem, jaki czynił tricykl jego syna jeżdżącego po podwórku, w roku 1887 roku postanowił nałożyć na żelazne koła konstrukcję z płótna, wzmocnionego gumą - w ten sposób stał się wynalazcą rowerowej opony pneumatycznej.
W roku 1888 opatentował wynalezioną rok wcześniej oponę pneumatyczną, oraz kauczukową dętkę zaopatrzoną w zawór.
Rok później, korzystając z jego wynalazku, lokalny kolarz Willie Hume, wygrał wyścig kolarski.
W 1890 roku Dunlop założył wytwórnię opon - firmę Pneumatic Tyre and Booth's Cycle Agency w Belfaście, stając się pierwszym na świecie masowym producentem opon rowerowych.
