對目錄學、版本學有較深造詣，尤精於古書版本鑒別、考證。工作之余，撰有《記廠肆坊刻本書籍》、《琉璃廠書肆三記》、《販書傳薪記》等文。積數十年，編成《販書偶記》20卷，收古籍善本1萬余種。後又成《販書偶記續編》。以此倍受學術文化界重視，二書相當於《四庫全書總目》之續編，是清以來兼辛亥革命前後有關古代文化的著述總目。解放後，他整理出版有《叢書目錄拾遺》、《清代禁書知見錄》；由其助手雷夢水整理出版有《琉璃廠小誌》、《慈仁寺誌》、《北京風俗雜詠》等
《中國典籍與文化》1992年03期載有趙宇《學徒出身的版本目錄學家孫殿起》壹文，可參。