Главный труд Дельбрюка – «История военного искусства в рамках политической истории» («Geschichte der Kriegskunst im Rahmen der politischen Geschichte») (1900–1936) в 7 томах. Он одним из первых в мире стремился включить военную историю в рамки общей исторической науки. Он рассматривал войну как культурную особенность общества, причем военное дело эволюционирует и на него влияют экономика и политическая система. Он писал: «История военного искусства есть одна из нитей в ткани всеобщей истории и начинается вместе с последней. Но изучению она лучше всего поддается не с момента появления из доисторического полумрака первых мало-мальски ясных очертаний; лучше всего начать исследование с момента появления исторических источников, дающих полное и ясное представление о событиях. Такой момент наступает для нас впервые лишь с эпохой Персидских войн». Основываясь на данных о современных ему армиях, Дельбрюк применил новаторский подход и показал, что данные историков древности о численности противоборствующих армий не имеют ничего общего с действительностью. Так, армию персидского царя Ксеркса во время похода на Балканы в 480 году до н. э. Геродот с комической точностью исчисляет в 4 200 000 человек, включая обозы. Дельбрюк доказал абсурдность этого числа простым примером. Прусский или баварский армейский корпус в конце XIX века, согласно уставу, при численности в 30 тысяч человек при походе растягивался примерно на 22 км. Если верить Геродоту, походная колонна армии Ксеркса должна была растянуться примерно на 3000 км. И это при том предположении, что персидская армия обладала той же дисциплиной марша, что и прусский армейский корпус. В действительности персидской армии времен Ксеркса до дисциплины марша германских войск начала XX века было как до звезд. И в тот момент, когда авангард персов высаживался в Греции, арьергард должен был находиться ещё в персидской столице Сузах, за рекой Тигр. В действительности и греческая и персидская армии вряд ли превышали по численности несколько десятков тысяч человек.
А описывая поражение римской армии в сражении с парфянами в битве при Каррах в 53 году до н. э., Дельбрюк совершенно справедливо замечает, что «конные стрелки из лука не могли особенно сильно досаждать сомкнутой и хорошо вооружённой для стрельбы пехоте. Жуткие описания наших источников об ужасных нападениях парфян, имевших в резерве целые караваны стрел, не должны вводить нас в заблуждение… У римлян было достаточно пеших лучников, которые с места стреляли более метко, чем парфяне с лошадей. Кроме того, оставалась ещё римская конница, которая могла отражать отряды неприятеля, подходившие на близкое расстояние». Можно предположить, что основные потери армия Красса понесла ещё до битвы при Каррах от болезней, голода и жажды во время изнурительного марша через пустыню, а не от парфянских стрел. Дельбрюк утверждал, что преимущество римской армии над армиями «варваров» было не столько в тактике, сколько в логистике, позволявшей римлянам достичь численного превосходства на поле боя.
Работая над биографией прусского фельдмаршала Гнейзенау, Дельбрюк обратил внимание на существенные отличия в стратегическом мышлении людей типа Наполеона и Гнейзенау от мышления современных им полководцев, эрцгерцога Карла, Артура Веллингтона и Карла Шварценберга. Первую группу полководцев он назвал сторонниками стратегии сокрушения, а вторую группу – сторонниками стратегии истощения. Это разделение на два вида стратегий он впервые сформулировал в книге «Стратегия Перикла, описанная через стратегию Фридриха Великого» (1890). Приверженцами стратегии сокрушения, по его мнению, были Александр Македонский, Гай Юлий Цезарь и Наполеон, а сторонниками стратегии измора – Перикл, Велизарий, Альбрехт Валленштейн, Густав II Адольф и Фридрих Великий. Дельбрюк доказал, что не существует стратегии на все времена, поскольку на стратегию сильно влияют меняющиеся политические обстоятельства. Ему возражали, что Фридрих Великий придерживался стратегии сокрушения, но Дельбрюк утверждал, что с точки зрения стратегии сокрушения король Фридрих является полководцем второго или даже третьего ряда.
Ученый также является автором книг «Персидские и Бургундские войны» («Die Perserkriege und die Burgunderkriege») (1887), «Стратегия Перикла, описанная через стратегию Фридриха Великого» («Die Strategie des Perikles erläutert durch die Strategie Friedrichs des Grossen») (1890), «Жизнь фельдмаршала графа Нейтхардта фон Гнейзенау» («Das Leben des Feldmarschalls Grafen Neithardt von Gneisenau») (1894) в 2 томах, «Война и политика, 1914–1919» («Krieg und Politik, 1914–1919») (1918–1919) в 3 томах, «Всемирная история» («Weltgeschichte») (1924–1928) в 5 томах (этот труд основан на курсе лекций, прочитанных Дельбрюком в Берлинском университете в 1896–1920 годах).
