Своими научными трудами Д. И. Прозоровский заслужил имя одного из лучших русских метрологов. Его исследования по древней метрологии, палеографии, нумизматике, филологии и истории стали ценным вкладом в русскую историко-археологическую литературу. Книга «Монета и вес в России до конца XVIII столетия» (1865) вызвала восторженные отзывы выдающихся историков К. Н. Бестужева-Рюмина и Н. И. Костомарова. Известность получили и другие труды Д. И. Прозоровского: «Опись древних рукописей, хранящихся в музее Императорского археологического общества» (1879), «О старинном русском счислении часов» (1877), «Свод сведений, относящихся до техники и истории медальерного искусства» (1884), «Новгород и Псков по летописям, с дополнениями по другим источникам» (1887), «О названиях славянских букв» (1888), «Чтение по истории славяно-русской палеографии» (1892), «Новые разыскания о новгородских посадниках» (1892) и другие, а также составленные им каталоги русских монет и медалей, хранящихся в музее Императорского археологического общества.