П. П. Пусторослев — автор многих работ в области уголовного права и его истории, книг и статей о преступности и правовых методах борьбы с ней, учебников по русскому уголовному и уголовно-процессуальному праву. Особое внимание он уделял системам исполнения наказаний и исправления преступников, в том числе несовершеннолетних, во многом опираясь в своих трудах на зарубежный опыт. В его учебниках и курсах лекций в числе прочего рассматривались государственные и религиозные преступления, уделялось внимание преступлениям против нравственности; он также исследовал институт присяжных заседателей, которых определял как "народных судей" — гражданских лиц, призываемых в помощь профессиональным судьям.