Д. И. Ивановский — автор 180 публикаций, в том числе ряда работ в области вирусологии, почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений. Начав в 1887 г., еще будучи студентом, изучение заболеваний табака, он различил ранее смешиваемые так называемые рябуху и мозаичную болезнь, а в 1892 г. выяснил, что возбудитель последней, в отличие от бактерий, невидим в микроскоп при самом сильном увеличении, проходит через фарфоровые фильтры и не растет на обычных питательных средах. Обнаружив в клетках больных растений кристаллические включения («кристаллы Ивановского»), он открыл особый мир возбудителей заболеваний, названных впоследствии вирусами. Это открытие позволило расшифровать этиологию таких заболеваний, как бешенство, оспа, энцефалиты и многие другие. Он также занимался изучением процесса спиртового брожения и влияния на него кислорода, хлорофилла и других пигментов зеленых листьев, участвующих в процессе фотосинтеза. В знак признания выдающихся заслуг Д. И. Ивановского перед наукой Институту вирусологии АМН СССР (ныне РАМН) в 1950 г. было присвоено его имя.