Работы Д. И. Эварницкого носили в основном бытоописательный характер; при этом он одним из первых обратился к комплексному изучению истории запорожского казачества ("История запорожских казаков" в 3 т.; 1892–1897), издал большое количество документов. Им также был собран обширный фольклорный материал и открыто множество предметов казачьей старины. В 1919 г., во время Гражданской войны, он отказался эмигрировать ради спасения уникальных собраний музея (ныне это Днепропетровский национальный исторический музей имени академика Д. И. Яворницкого; Дмитрию Ивановичу удалось выяснить, что изначально фамилия его предков по мужской линии была Яворницкий, и в 1917 г. он восстановил эту транскрипцию). Многолетние и самоотверженные исследования Д. И. Эварницкого получили широкое признание и во многом содействовали официальной реабилитации Запорожского казачьего войска в царствование Николая II.