П. фон Винклер занимался геральдикой и генеалогией, нумизматикой и фалеристикой. Его главным вкладом в изучение русской истории были монографии, посвященные русской геральдике и генеалогии: незаконченная «Русская геральдика», в которой он планировал дать описание и изображение всех дворянских гербов, внесенных в общий гербовник Российской империи; «Гербы городов, губерний, областей и уездов Российской империи, внесенных в Полное собрание законов с 1649 по 1900 гг.» — работа, включавшая более 700 описаний и изображений российских областных и городских гербов; три работы, посвященные родословным русских дворянских родов. В 1898–1900 гг. были изданы девять работ под общим заглавием «Из истории монетного дела России», в которых были рассмотрены малоизученные вопросы об организации и технике монетного дела в правление Петра I, Екатерины II, Павла I. Позднее была написана книга «Оружие», посвященная главным образом античному и средневековому западноевропейскому, а также восточному и русскому оружию.