В своем философском творчестве Д. Н. Цертелев примыкал к А. Шопенгауэру и Э. Гартману, хотя признавал непознаваемость высших начал познания и бытия. Особый интерес он проявлял к проблеме «бессознательного» (отчасти под влиянием Гартмана). В ряде философских работ он с позиций идеализма и агностицизма оценивал проблемы развития науки, права и нравственности. В своих публицистических трудах Д. Н. Цертелев стоял на позициях умеренного консерватизма, признавая возможность и необходимость политических свобод в обществе при условии незыблемости государственных устоев. Его философские и социально-политические идеи были изложены в книгах: «Границы религии, философии и естествознания» (1879), «Философия Шопенгауэра. Теория познания и метафизика» (1880), «Современный пессимизм в Германии. Очерк нравственной философии Шопенгауэра и Гартмана» (1885), «Спиритизм с точки зрения философии» (1885), «Эстетика Шопенгауэра» (1888), «Свобода и либерализм» (1888), «Нравственная философия графа Л. Н. Толстого» (1889).