В Гёттингене ученый издал в 1769 году подробный лист летописей под заглавием «Annales Russici slavonice et latine cum varietate lectionis ex codd. X. Lib. I usque ad annum 879». Другие работы его по истории России: «Das neue veränderte Russland» (1767–1771), «Geschichte von Lithauen» (1872), «Allgem. Nord. Geschichte» (1772) и др. В последние годы жизни Шлёцер признал и доказывал аутентичность «Слова о полку Игореве». В 1802–1809 годах он издал свое главное сочинение – «Нестор. Russische Annalen in ihrer Slavonischen GrundSprache: verglichen, von SchreibFelern und Interpolationen möglich gereinigt, erklärt, und übersetzt, von August Ludwig von Schlözer» («Русские летописи на древнеславянском языке, сличенные, переведенные и объясненные А. Шлёцером»). Оно было посвящено императору Александру I. Шлёцер понимал историю как изучение государственной, культурной и религиозной жизни, сближал её со статистикой, политикой и географией. Он утверждал: «История без политики даёт только хроники монастырские да dissertationes criticas (критические диссертации)». Ученый отстаивал идею всемирной истории, согласно которой следует изучать одинаково все народы мира, и идею исторической критики, когда надо анализировать все источники информации о событиях прошлого. Сперва появляется историк-собиратель, изыскивающий и систематизирующий материалы. Затем приходит историк-исследователь, который подвергает материалы критической проверке на подлинность и достоверность. Высший уровень науки представлен историком-повествователем, который излагает проверенные факты в связанном рассказе. На практике часто один историк сочетает в себе все три уровня. Но, по мнения Шлёцера, для историка-повествователя применительно к древности время ещё не наступило. Особенно резко он выступал против искажения истории с патриотической целью, в чем он подозревал Ломоносова и его сторонников. Шлёцер настаивал: «Первый закон истории – не говорить ничего ложного. Лучше не знать, чем быть обманутым». Он стремился, вслед за Лейбницем, сгруппировать народы по их языку. Шлёцер выдвинул гипотезу об искажении текста Повести временных лет переписчиками и считал необходимым восстановить первоначальный текст, очищенный от искажений и добавлений. Он собрал и сличил между собой двенадцать списков первоначальной русской летописи. Только ближе к концу жизни Шлёцер признал невыполнимость этой задачи. Он делил историю России на четыре периода: «Россия зарождающаяся», 862—1015 годы; «Россия раздробленная», 1015–1216 годы; «Россия под игом», 1216–1462 годы; и «Россия торжествующая», 1462–1762 годы. Помимо изучения русской истории он занимался историей Литвы, историей Севера, историей Мекленбурга, Гамбурга, родного Гёттингена, Швейцарии и даже Азии и Африки, а также историей главнейших открытий: огня, хлебопечения, бумаги, пороха, письма и историей торговли и почт. Шлёцер был сторонником конституционной монархии с сохранением как ряда демократических свобод, и в первую очередь свободы слова, так и сильной власти монарха. Он был противником революций и надеялся, что Германия никогда не переживет ничего подобного Великой французской революции.
