Представитель отечественной психологической школы.
В начале своей научной карьеры несколько лет в сотрудничестве с Л.С.Выготским изучал проблемы детской игры. Глубоко приняв его идеи, Д.Б.Эльконин в течение нескольких десятилетий оригинально их развивал и конкретизировал, создав собственное научное направление в детской и педагогической психологии.
Д.Б.Эльконину принадлежит теория периодизации детского развития. Разработал понятия кризисов развития, психических новообразований, ведущего и основного видов деятельности и другие.
Его работы посвящены также проблемам теории и истории детства, особенностям психического развития детей разных возрастов, психологии игровой и учебной деятельности, психодиагностике, вопросам развития речи и обучения детей чтению. Несколько работ посвящены научным взглядам Л.С.Выготского.
Автор большого числа работ, среди которых "Природа детства и предмет детской психологии", "Проблема обучения и развития в трудах Л.С.Выготского" (1966г.), "Возрастные и индивидуальные особенности младших подростков" (1967 г.), "К проблеме периодизации психического развития в детском возрасте" (1971 г.) и многие другие.