Свой метод в работах о стиле писателей-классиков и современников А.С. Пушкина, Н.В. Гоголя, Ф.М. Достоевского, Н.С. Лескова, А.А. Ахматовой и др. Виноградов определял как историко-литературный, с обязательным исследованием широкого исторического контекста изучаемого произведения, в том числе «малых имен», «низовой литературы», но с главным упором на изучение языка и стиля писателя. Он сосредотачивал внимание «только на задачах стилистики поэтического языка». С 1920‐х годов и до конца жизни Виноградов разрабатывал проблему «образа автора», пытаясь раскрыть через нее многообразие стилевых форм художественной прозы. Ученый скептически относился к структурализму. В то же время Виноградов крайне низко оценивал советскую литературу и советское литературоведение. В его «Истории слов», изданной только посмертно в 1994 году, описана история возникновения и развития семантики русских слов с множеством редких примеров. Виноградов занимался языком художественной литературы в теоретическом плане, стремился определить сущность различных языковых единиц и форм языка по схеме: литературный язык – живая речь – язык художественной литературы. Виноградов является автором книг «Поэзия Анны Ахматовой: Стилистические наброски» (1925), «Гоголь и натуральная школа» (1925), «Этюды о стиле Гоголя» (1926), «Эволюция русского натурализма. Гоголь и Достоевский» (1929), «О художественной прозе» (1930), «Очерки по истории русского литературного языка XVII–XIX вв.» (1934, 1938), «Язык Пушкина» (1935), «Современный русский язык», вып. 1: «Введение в грамматическое учение о слове»; вып. 2: «Грамматическое учение о слове» (1938), «Стиль прозы Лермонтова» (1941), «Стиль Пушкина» (1941), «Величие и мощь русского языка» (1944), «Великий русский язык» (1945) (эту книгу академик РАН В.М. Алпатов охарактеризовал так: «Это настоящий гимн красоте и богатству русского языка, который признается небывалым явлением среди всех языков мира. Виноградов развивает идеи славянофилов и панславистов, распространенные еще в XIX в., согласно которым русский язык является силой, объединяющей вокруг России все славянские народы»), «Русский язык. Грамматическое учение о слове» (1947), «Вопросы языкознания в свете трудов И.В. Сталина» (1950), «Значение работ товарища Сталина для развития советского языкознания» (1950), «О трудах И.В. Сталина по вопросам языкознания» (1951), «Основные задачи советской науки о языке в свете трудов И.В. Сталина по языкознанию» (1952), «Изучение русского литературного языка за последнее десятилетие в СССР» (1955), «Основные проблемы изучения образования и развития древнерусского литературного языка» (1958), «Наука о языке художественной литературы и ее задачи» (1958), «О языке художественной литературы» (1959), «Проблема авторства и теория стилей» (1961), «Сюжет и стиль» (1963), «Стилистика. Теория поэтической речи. Поэтика» (1963), «Проблемы литературных языков и закономерностей их образования и развития» (1967), «Избранные труды» в 7 томах (1975–2003) и др.
