Als Postdoc am Max-Planck-Institut für bio- logische Kybernetik erforschte er vier Jahre die Struktur des Kleinhirns. Gemeinsam mit dem theoretischen Physiker Tomaso Poggio erhielt Manfred Fahle im Jahr 1992 den Max-Planck-Forschungspreis für eine Arbeit aus seiner Zeit am Massachusetts Institute of Technology. Von 1999 an war Manfred Fahle an der Universität Bremen tätig. Er war hier geschäftsführender Direktor des Zentrums für Kognitionswissenschaften (ZKW), Professor für Humanbiologie, Vorsitzender der Forschungskommission und Mitglied im Akademischen Senat.