Л. Ю. Шепелевич — автор исследований по западноевропейской литературе, в том числе работ, посвященных творчеству великих писателей — Сервантеса, Гёте, Шекспира, Данте. Известность получили его труды по испанской литературе — "Жизнь Сервантеса и его произведения: Опыт литературной монографии" (1901) и "„Дон Кихот“ Сервантеса: Опыт литературной монографии" (1903). Написанные им статьи о писателях, в том числе его современниках, публиковались в "Северном вестнике", "Космополисе", "Неделе", "Харьковских ведомостях", "Новостях", "Образовании" и других периодических изданиях; некоторые из них переводились на польский, немецкий и испанский языки. Он также занимался археологией, исследовал предметы материальной и духовной культуры Белоруссии, выезжал на раскопки курганов; его находки передавались в Харьковский и Московский исторические музеи, музей Витебского статистического комитета, Эрмитаж.