Неперевершений дослідник історії запорізького козацтва Д. І. Яворницький опублікував близько 50 наукових праць. Серед них такі фундаментальні праці, як тритомна «Історія запорізьких козаків» (перший том вийшов у 1892 р., другий у 1894 р. і третій у 1897 р.), двотомна праця «Запоріжжя у рештках старовини та переказах народу» (1888р.) , «Нариси з історії запорізьких козаків та Новоросійського краю» (1889 р.), «Вольності запорізьких козаків», «Історико-топографічний нарис» (1890 р. ), «Іван Дмитрович Сірко, славетний кошовий отаман війська запорізького низових 8 м.), «Слідами запорожців» (1898 р.), двотомник «Джерела для історії запорізьких козаків» (1903 р.), «Запорожці в поезії Т. Г. Шевченка» (1912 р.), «До Історії степовоїУкраїни» (1929 р.). Д. І. Яворницький читав лекції з російської історії у Варшавському (у 1895 – 1896 роках) та Московському (у 1896 – 1905) університетах.
У 1901 році за працю «Історія Запорізьких козаків» тому 1 Дмитру Івановичу Казанським університетом було присуджено вчений ступінь магістра російської історії.
У 1902 році на базі колекцій Фабра та Поля в Катеринославі було засновано Обласний музей першим директором якого став Д. І. Яворницький. У грудні 1910 року у передмісті Катеринослава – у Мануйлівці відкрився будинок «Просвіти». Д. І. Яворницький був центральною фігурою у діяльності «Просвіти».
Значна заслуга Д. І. Яворницького як археолога, який першим провів систематичні розкопки та вивчення археологічних пам'яток Наддніпрянщини, зокрема, на дніпровських порогах.
16 квітня 1929 року Д. І. Яворницького було обрано дійсним членом АН УРСР.
Нині його ім'ям названо Дніпропетровський Історичний музей.