Шахматов был членом Сербской академии наук (1904), доктором философии Пражского (1909) и Берлинского университетов (1910), членом-корреспондентом Краковской академии наук (1910), членом Археографической комиссии (1900), действительным членом Общества любителей российской словесности (1899), членом Русского географического общества (1896) и председателем Отделения этнографии РГО (1912–1915) и членом Научного товарищества им. Тараса Шевченко (Львов). Шахматов является автором книг «Исследование о Несторовой летописи» (1890), «О сочинениях преподобного Нестора» (1890), «Исследования в области русской фонетики» (1893), «Древнейшие редакции Повести временных лет» (1897), «Исходная точка летосчисления Повести временных лет» (1897), «Хронология древнейших русских летописных сводов» (1897), «К вопросу об образовании русских наречий и русских народностей» (1899), «Начальный Киевский летописный свод и его источники» (1900), «Корсунская легенда о крещении Владимира» (1908), «Разыскания о древнейших русских летописных сводах» (1908), «История русского летописания» (1908), «Очерк современного русского литературного языка: (курс, читанный в С.-Петербургском университете в 1911—12 уч. г.» (1913), «Введение в курс истории русского языка. Часть 1: Исторический процесс образования русских племен и народностей» (1916), «Древнейшие судьбы русского племени» (1919), «Обозрение русских летописных сводов XIV–XVI вв.» (1938) и др.
