Основные труды М. А. Дьяконова были посвящены истории крестьянства, государства и церкви в России. В своих трудах о крестьянстве он следовал концепции В. О. Ключевского о так называемом «безуказном» закрепощении крестьян, стремясь сочетать в своей исследовательской работе экономические и юридические факторы. Для его работ характерны привлечение большого количества источников, тщательность их исследования. Его магистерская диссертация «Власть московских государей» (1889) стала одним из основных трудов по истории политических идей и теории верховной власти в Древней Руси. Главным трудом М. А. Дьяконова стала докторская диссертация «Очерки из истории сельского населения в Московском государстве (XVI–XVII вв.)» (1898), успешно защищенная в 1900 г. Его последний большой труд — «Очерки общественного и государственного строя Древней Руси (до конца XVII века)» (1907; 4-е издание вышло в 1912 г.) — представлял собой обработку общего курса истории русского права, прочитанного в высших учебных заведениях.