П. Н. Кулешов внес огромный вклад в развитие животноводства в СССР и становление советской сельскохозяйственной науки. Он разработал теорию происхождения и развития пород и показал зависимость их от внешних условий; создал новые методы племенного разведения сельскохозяйственных животных, основанные на учении Ч. Дарвина. Обобщив опыт русских овцеводов, он вывел новый тип тонкорунной овцы (новокавказский меринос) и наметил пути развития отечественного тонкорунного овцеводства. Он также постоянно изучал, обобщал и популяризировал практический опыт лучших отечественных животноводов. П. Н. Кулешов получил известность и как талантливый педагог и автор многократно переиздававшихся учебников и руководств по различным отраслям животноводства. В их число вошли: «Коневодство» (5-е изд., 1912), «Овцеводство» (6-е изд., 1925), «Свиноводство» (10-е изд., 1930), «Крупный рогатый скот» (7-е изд., 1931), «Методы племенного разведения домашних животных» (2-е изд., 1932), «Выбор по экстерьеру лошадей, скота, овец и свиней» (3-е изд., 1937) и другие.