Главный труд Ю. А. Кулаковского — трехтомник «История Византии» (1910–1915). Это впервые составленная русским ученым хроника центральных событий Ромейской империи со времени основания Константинополя (359 г.) до времени царствования Льва Исавра (717 г.). Описание государственного устройства Римской империи в IV веке (в том числе обзор судеб христианства и нашествия готов), занимающее начальную треть первого тома, стало образцовым введением в историю культуры и государственности позднего Рима и ранней Византии. Благодаря подробности изложения «История Византии», написанная прекрасным литературным языком (как и все сочинения Кулаковского), является необходимым подспорьем при изучении истории и культуры Византийской империи IV–VIII веков. Известность получили и его перевод «Истории» Аммиана Марцеллина (1908), а также книги «Смерть и бессмертие в представлениях древних греков» (1899), «Прошлое Тавриды» (1906, 1914) и другие.