Zu Liebreichs besonderen wissenschaftlichen Leistungen zählt die Entdeckung der schlaferzeugenden Wirkung des Choralhydrats und die Isolierung des Lanolins (1885). Er publizierte zahlreiche Einzelbeiträge und führte diverse Studien durch wie z.B. 1891 über Kantharidin, über die Methode zur Verteilung von Arzneien im Nasen-Rachenraum usw. Er veröffentlichte u.a.: Compendium der Arzneiverordnung (1887, 2. Aufl., zusammen mit Alexander Langaard; 6. Aufl. 1907); Therapeutische Monatshefte (als Herausgeber, seit 1887); Encyklopädie der Therapie (3 Bde., 1896-1900).