Наиболее важные работы Долинина посвящены творчеству Ф.М. Достоевского. В 1930‐е годы он возглавлял работу по изучению Достоевского в Пушкинском Доме. В работах Долинина прослежены связи Достоевского с другими русскими художниками, раскрыта его творческая лаборатория. Долинин инициировал издание и редактировал сборники «Ф.М. Достоевский. Статьи и материалы» (1922, 1924, 1935), где впервые были опубликованы с его подробными комментариями многие рукописи и письма Достоевского. Долинина называли его «патриархом отечественной науки о Достоевском». Он утверждал, что «Достоевский-художник интуитивно далеко опередил время и закономерно оказался так близок новой, «постреалистической» эпохе, Розанову и символистам, то есть литературе исторического периода, когда все «категории вещей» спутались «в один безобразный клубок», обнажив бессилие критериев «общественников». Долинин пытался понять индивидуальный смысл, философско-психологическое значение необычных художественных явлений. Он утверждал: «Достоевский шире какой бы то ни было концепции; можно на основании его писаний с полным правом рисовать целую философскую систему, в которой философия истории займет исключительное место, и вне его христианской телеологии. Во всяком случае, с плоскости имманентного восприятия и реалистического толкования окружающего мира он никогда не сходил. Говоря с современниками их языком, он обнаруживал в этом не только то, что он «журналист», что он приспосабливается к «идеям» века, но что он и сам в них, в этих идеях, и тоже мыслит – не случайно, а органически необходимо – «по-современному». Как не пропадал никогда его опыт художественный и нет возможности понять «Братьев Карамазовых» вне эволюции, нисходящей в основных своих чертах уже к «Бедным людям», так не пропадал никогда и опыт его общественно-политический. Плоскости, в которых этот опыт воспринимался и получал свое освещение и обоснование, существовали как бы одновременно, находились в чрезвычайной близости между собою, и до конца своих дней Достоевский умел становиться и становился сразу на несколько точек зрения. Орудием борьбы его с «веком» было далеко не религиозное православие, оно не было, по крайней мере, его главным орудием. Нам думается, это будет гораздо ближе к истине, если воздержимся от определения его философии истории как системы теологической. Как ни велика та роль, которую играет у него христианство в процессе истории, – оно все же не более как идея в смене других идей, осмысливающих все прошлое и будущее человечества. Мы не должны поддаться соблазну, заключающемуся в том, что проецировать точку зрения Достоевского до конца можно, б[ыть] м[ожет], лучше всего в духе и направлении Вл. Соловьева. Как они ни близки в целом ряде пунктов – это все-таки было бы сужением системы мыслей Достоевского, сведением нескольких плоскостей к одной. Но что характерно для него, как нечто постоянное и неизменное, – это его идеалистическое толкование истории, связанное с общим его философским миросозерцанием, столь родственным с платонизмом. Проводя принципиальную разницу между процессом космическим и процессом историческим, Достоевский главным образом настаивает на том, что история не есть процесс, развивающийся согласно железным законам природы: она результат свободного делания, постоянно растущее вширь и вглубь, все более и более захватывающее действо человеческое, в котором некие предвечные идеи находят свое воплощение. Впрочем, быть может, даже и это определение – «предвечные» – тоже не совсем осторожное; поскольку его внимание целиком сосредоточено на мире имманентности, правильнее, пожалуй, было бы сказать так, что мысль Достоевского занята преимущественно теми идеями, активность которых на протяжении человеческой истории достаточно ощутима и может быть уловлена в разные моменты их внутренней диалектической эволюции. Одно ясно, что для него всякая последующая историческая стадия всегда является ступенью восхождения в том отношении, что некая частная идея или сменяется более общей, или в процессе реализации своей идея становится для человека более ощутимой и опознанной». Долинин очень точно характеризовал личность и творчество Чехова: «Чехов нигде, ни у кого не нашел своей «общей идеи», не узрел «Бога живого человека». То же незнание и страх пред жизнью, от которых он так упорно убегал, остались и после всех его скитаний. В этом виновата трагическая антиномия его духа, коренившаяся в его чувстве личности, в его законченности: он жаждал синтеза, общего, все объединяющего в одно целое, в то время как мир воспринимать он мог только через посредство анализа, в его частном, конкретном, всегда индивидуальном». Во второй половине 1930‐х годов в рамках кампании по борьбе с «достоевщиной» Долинин был отстранен от преподавания в Ленинградском университете. Долинин является автором книг «В творческой лаборатории Достоевского (История создания романа «Подросток»)» (1947), «Последние романы Достоевского» (1963), «Достоевский и другие» (1989) и др. Он подготовил сборник материалов «Ф.М. Достоевский в воспоминаниях современников» в 2 томах (1964) и четыре тома писем Достоевского (1928, 1930, 1934, 1959). Долинин активно участвовал в подготовке 10‐томного собрания сочинений Достоевского (1956–1958) и начинавшегося в Пушкинском Доме 30‐томного Полного собрания сочинений Достоевского.
