Krogh-Tonning begynte tidlig å drive vitenskapelige studier og skrev en rekke bøker. I 1883 tok han doktorgraden på en avhandling «Om den ældste kirkelig apologi overfor det græsk-romerske hedenskabs tænkning». Krogh-Tonning var sterkt engasjert i utgivelsen av bokverket Vidnesbyrd af Kirkefædrene som utkom i 19 bind fra 1880 til 1897.
Gjennom årene fjernet han seg mer og mer fra den lutherske kirken, og til slutt frasa han seg av samvittighetsgrunner presteembetet. Samme år reiste han til Århus, hvor han gikk inn i den katolske kirken. I 1905 utnevnte kurien ham til romersk æresdoktor.
Bibliografi
»Den kristelige Troslære i dens Grundtræk« (1870)
Teologisk Tidsskrift:
»Om Pascal’s Pensées« (Ny Rk., I, 1871)
»Studier over de gammellutherske Dogmatikeres Apologi for Skriftens guddommelige Oprindelse« (Ny Rk., II og III, 1872 og 1873)
»Ord og Sakrament« (1878)
»Troslære til Brug ved højere Religionsundervisning« (1880)
»Troslære til Brug ved højere Religionsundervisning« (1880)
»Vidnesbyrd af Kirkefædrene« (bd. 1-17, 1880—91)
»Kristelige Vidnesbyrd om Absolutionen« (1881)
»Det kirkelige Embede og dets Funktioner« (1881)
»Om den ældste kirkelige Apologi over for det gr.-rom. Hedenskabs Tænkning« (1882)
»Guds Ord og Bøn« (1884)
»Den christelige Dogmatik« (bd. 1-4, 1885-94)
»Kristelig Opdragelseslære« (1887)
»Kirken og Reformationen« (1892)
»Die Gnadenlehre und die stille Reformation« (1894)
»Den kirkelige Opløsningsproces« (1896)
Thomas fra Aquinos Lære De gratin Christi et de libero arbitrio i »Kristianias Videnskabelige Selskabs Skrifter« (1892)
»Kirkeaaret« (1904)
»Hugo Grotius und die religiösen Bewegungen« (1904)
