Дослідив понад 400 графіті XI–XVII ст. у Софійському соборі, Михайлівській церкві Видубицького монастиря, Кирилівській церкві, що містять цінні відомості про історичні події, мову давніх киян, походження і розвиток писемності. У монографії «Светские фрески Софийского собора в Киеве» (1989) атрибутував зображення княгині Ольги та Костянтина Багрянородного.
Брав участь у археологічних розкопках північної вежі Софійського собору (1960—1961), дослідив руїни Золотих воріт у Києві та розробив проект їх відбудови (1970—1973).
Автор близько 150 наукових праць. Його дослідження з києворуськоїепіграфіки здобули широке визнання світової науки, істотно поповнили джерельну базу дослідження культури Київської Русі.