自30年代後期開始，在從事編劇的同時，先父便著力於中國戲劇的史論研究，完成並出版中國戲劇史專著7種：《中國戲劇史略》（1936，商務印書館），《中國劇場史》（1936，商務印書館），《中國戲劇小史》（40年代，永祥書局），《中國戲劇史》（1953，中華書局），《中國戲劇史講座》（1958，中國戲劇出版社），《中國戲劇史長編》（1960，人民文學出版社），《中國戲曲發展史綱要》（遺著，1979，上海古籍出版社）。此外又有《中國戲曲論叢》（1952，中華書局），《曲海燃藜》（1958，中華書局），《明人雜劇選》（1958，人民文學出版社），《中國戲曲論集》（1960，中國戲劇出版社），《戲曲演唱論著集釋》（1962，中國戲劇出版社），《周貽白戲劇論文選》（遺著，1982，湖南人民出版社），《周貽白小說戲曲論集》（遺著，1986，齊魯書社）等論著，約400萬字。