Sin främsta ryktbarhet vann han genom sina undersökningar och kataloger över 1400-talstryck (bland annat Uppsala universitetsbiblioteks 1907, Linköpings stiftsbiblioteks 1909, Kungliga bibliotekets 1914 och Norrköpings stadsbiblioteks 1924). Han fortsatte även Gustaf Edvard Klemmings och Aksel AnderssonsSveriges bibliografi, omfattande tiden 1530–1600 (1927 ff.). Inom Birgittaforskningen utgav han Acta et processus cononizacionis beate Birgitte (1924 ff.) och Birgittinska gestalter (1929). Collijn var även från 1914 redaktör för Nordisk tidsskrift för bok- och biblioteksväsen, och från samma år ordförande i Gesellschaft für Typenkunde des 15. Jahrhunderts, medlem av Kommission für den Gesamtkatalog der Wiegendrucke. Från 1927 var han ordförande i International library and bibliographical committee och representerade Sverige vid en rad bibliotekskongresser.