胡适在他的博士论文《中国古代哲学方法之进化史》（又作《先秦名学史》）的基础上改写成的《中国哲学史大纲》（上）（后来改称《中国古代哲学史》），于1919年2月出版，这是第一部成功地用现代学术眼光撰写的中国古代哲学史。其特点第一是剔除了神话传说等等非哲学史的材料，使中国哲学史第一次被置于可靠的基础上。对各家哲学亦尤重视其材料真伪的鉴别，全书显示出考证学的功力之深厚（自然，在今天看来，其材料的使用仍有其不够精审之处）。第二是撇开历来以儒家为正统的偏见，以平等的眼光研究各家各派的哲学思想（这一点不自胡适始，章太炎已经有此眼光，但章氏终未做成哲学史的系统）。第三是全书以哲学方法为中心把各家哲学统贯起来。我在《胡适与梁启超》一文中即提出，把哲学方法问题突出起来是近代哲学的显著特点。由此也可看出胡适和那些西方先驱者们一样，力图在哲学思想领域划出一个新的时代。正因为有统贯的中心，所以充分显出系统研究的长处。第四是充分注意历史的态度，明变、求因，改变从前治思想史平行并列各家各派的思想，力求勾出各家各派思想的产生、发展的渊源脉络及其渗透、交替、演变的痕迹。胡适的《中国哲学史大纲》是中国现代治哲学史的开山著作。但也正因其为开山之作，终难免有粗疏简陋之病。（胡适没有写出中国哲学史的中册和下册，不少人对此或加讥笑，或表遗憾。胡适确曾打算继续完成此书，直到晚年也不忘此事，只是终究没有完成。但胡适也曾留下一些有关秦以后思想史的著作，如《中国中古思想史长编》、《戴东原的哲学》等，以及许多论文和遗稿。这些著作、文稿差不多涵盖了从秦汉一直到清代的中国思想史。）
胡适在整理中国古代思想史方面，有两项值得一提的特别贡献，一是对墨家哲学的研究（胡适有关墨学著作主要有《先秦名学史》、《中国哲学史大纲》、《墨家哲学》、《墨子小取篇新诂》、《梁任公〈墨经校释〉序》、《论墨学》、《郎兆玉刻本〈墨子〉———傅沅叔先生藏》、《墨子》、《翁方纲与墨子》等。），一是对禅宗史的研究。墨学在先秦曾为显学，自从儒学一尊的地位确定之后，墨学几被淹没了两千年，直到近代才逐渐重新受到重视。胡适对墨学的研究，得力于他的中西哲学比较的眼光。墨学著作，向以“辞旨渊奥”、意蕴难解著称。胡适在前人训诂疏解的基础上，把握了墨学思想的主要特点：重验证、重逻辑的观念，参照西方逻辑学和印度因明学，对墨学中最难解的《墨辩》诸篇进行训诂解析。阐发了墨学丰富的知识论与逻辑思想，虽其中有牵强比附之处，但大旨不谬，使两千年来晦而不彰的墨家学派极富特色的哲学思想，得以重现光彩。
胡适对禅宗史发生特别兴趣是缘于继续撰写中国中古思想史的需要。中古思想史最大的变迁是佛教思想的大量传入。佛教入中国，在其中国化的过程中曾发生许多流派。其中最为中国化、一度风靡全国的流派是所谓禅宗，而关于禅宗的历史，却甚少可靠记载。1926年夏，胡适赴伦敦出席中英庚款咨询委员会会议，并在欧停留半年之久。他相继到大英博物馆和巴黎图书馆翻阅敦煌卷子，获得了一些难得的资料。回国后，他整理研究海内外所得资料，于1930年出版了《神会和尚遗集》，并作《荷泽大师神会传》，对禅宗史作了新的阐述。此后，禅宗史一直是胡适关注的课题，他直到晚年仍续有新作。（胡适有关禅学史的著作主要有《从译本里研究佛教的禅法》、《禅学古史考》、《菩提达摩考》、《论禅宗史的纲领》、《白居易时代的禅宗世系》、《海外读书杂记》、《神会和尚遗集》、《楞伽师资记序》、《荷泽大师神会传》、《坛经考之一》、《坛经考之二》等。）他的禅学史研究，很受日本学者重视，曾与日本多位治禅学史的学者交流讨论。柳田圣山氏曾汇集胡适的禅宗史著述刊行于世，名为《胡适禅学案》。日本最重要的治禅学史的学者铃木大拙盛称胡适“眼光锐敏，整理精致”，其“出发于科学的见地和处理才能，更令人叹为观止”。
（三）整理中国古代文学史
胡适因提倡白话文学而名满天下。他破天荒地提出白话文学应占中国文学的正宗地位，提出了改写中国文学史的任务。1920年，胡适在教育部办的“国语讲习所”讲演《国语文学史》，写了八万多字的讲义，后来又几经修改，1926年经黎锦熙把它刊印作为学生读本。1928年，胡适客居上海，将此书修订，改名《白话文学史》，由新月书店出版。此书虽有失误，但确是划时代的著作。它肯定了白话或近于白话的文学是中国文学的真正中心；强调了文学的最基本的来源在民间；指出文学的材料都是社会史料，因此文学史亦是社会史的一个侧面。这就完全改变了传统文人对文学和文学史的见解。
这部白话文学史没有实现胡适的全部构想。他原有《〈诗经〉为最早的白话文学》一章的写作计划，也有唐以后直到现代国语文学运动的写作计划，都未及写出。需要特别指出的是，胡适对《诗经》很早就开始下工夫研究。现存有他大约写于在上海读书时期（或留美初期）的《适庵说诗札记》稿，表现出他十几岁的时候，即对《诗经》有相当卓越的见解。他说：“三百篇为汉儒穿凿附会，支离万状，真趣都失。至宋儒注诗，虽有时也能排斥毛、郑，自树一帜……终为旧说所缚，不能自脱。”他在1925年作《谈谈〈诗经〉》的讲演（1931年改写，收入《胡适论学近著》。），发挥早年见解，并归结为4条：（1）《诗经》是一部古代歌谣的总集，可以作社会史的材料，可以作政治史的材料，可以作文化史的材料，万不可说它是一部神圣经典。（2）“孔子并没有删诗”。（3）《诗经》不是一个时代辑成的，是慢慢收集起来的，它的产生时代很早，但收集却较晚。（4）对《诗经》，旧儒的解释多属附会穿凿，由汉至清，虽渐有进步，但对诗的解释仍不科学。应拿“新的眼光，好的方法，多的材料，去大胆地细心地研究”。研究的途径不外乎：（1）训诂：用小心精密的科学方法，求对《诗经》的文字和文法有正确的理解。（2）解题：大胆地推翻两千年来的附会见解，用社会学的、历史的、文学的眼光，重新给每一首诗作出解释。胡适提出了任务，自己却不曾去实行。但他的倡议，他的许多原则见解，多被后来研究《诗经》的人所采用或借鉴。
（四）重新审判“《水经注》案”
《水经注》是北魏郦道元撰的一部奇书。此书流传至宋始有刻本，但已有残缺。至明代，学者对其兴趣渐增，有各种不同刻本、抄本传世。清代考据学大盛，治《水经注》最有成就的有三大家：一是全祖望，浙江鄞县人；一是赵一清，浙江仁和人；一是戴震，安徽休宁人。戴校《水经注》刻印最早，赵氏次之，全氏之书最晚出。赵一清《水经注》校本，是在他死后由其子请专门学者修订付刻的。戴氏门人，也是著名学者段玉裁，见赵书多有与戴书雷同处，因而疑修订者窃用了戴书。后来，段氏放弃了这种指责，承认是两位天才学者的不谋而合。但这事却引起了其他学者的不平。他们根据戴震曾入四库馆校书，而赵一清校本未刊之前，曾由浙江采进送入四库馆，加上戴校《水经注》校语中往往不注出处，因而反疑戴氏窃用了赵书。后世学者又“发现”其他疑点，皆纷纷指控戴氏窃赵。从张穆、魏源直到近代学者杨守敬、王国维、孟森均作此说，从而戴氏窃赵几成定谳，连胡适本人也“觉得，此案似是已定之罪案”（拙著：《胡适年谱》，254页。）。到1943年11月，胡适从大使任上退下，已闲居美国一年多，因王重民一封信中提及此事，促使胡适重勘此案。此后20年中，胡适大部分精力皆用于此。但这个案子涉及的材料实在太多、太复杂，以致胡适始终未写定全案的研究报告（胡适去世前一年多，曾有分段写成几个审查报告的打算。他列举有第一段，审查张穆与魏源对戴震的控告；第二段，审查王梓材的控告；第三段，审查董沛与薛福成的控告；第四段，审查杨守敬与熊会贞的控告；第五段，审查王国维的控告；第六段，审查孟森的控告。实际上他只写了审查王国维控告的一部分草稿。），只陆续零星地发表一些文章和讲演。他有关此案的笔记、草稿，大部分收入台北胡适纪念馆刊印的《胡适手稿》中，也有一部分遗留在大陆。
总括起来，胡适重勘“《水经注》案”的工作，其成绩可概述如下：
（1）胡适认定厘清此案基本上是一个校勘学问题。而校勘学之关键在于版本，须尽量搜集各种版本，尤在得其古本、善本，认真加以校勘。胡适声名地位给他带来很大好处。在美国，他可得友人、门人帮助，尽得国会图书馆、各大学图书馆所藏的《水经注》本。1946年回国，船未靠岸，记者已在报上替他大登广告，说胡适在治《水经注》。于是上海、北京、天津乃至其他各处公私收藏的《水经注》本很快都送到胡适的案头。这是在胡适之前、胡适之后以及与他同时的任何治《水经注》的人都难以企及的。据胡适自己说，他看过的《水经注》本子有60种之多，其中最重要的是他得到戴震《自定水经注》本（戴书分两种行世，一种是他在四库馆校上的“官本”，一种是《自定水经注》本）和《全氏五校水经注》本。后者是胡适第一个发现并加以利用的一种本子，他认为早年行世的《全氏七校水经注》本是一部伪造的书。
胡适对其所见版本大部分都做过校勘和比勘，以明其沿革变迁之迹。这不特于厘清“《水经注》案”有大作用，而且于版本目录学也是一大贡献。
（2）通过详细校勘版本，重新审查各家认戴震窃书的证据是否成立。据他的审查，戴氏根本未见赵一清的书，他先曾列出10组证据加以证明。后来得见戴氏《自定水经注》本，遂提出更加有力的铁证，可以证明戴氏决不曾见到赵一清的书。这些铁证是：赵、全两家《水经注》本于渭水中篇所缺一整页418字，均据孙潜过录柳佥本全部增补，而戴氏因未得孙潜本，也未见赵、全校本，只能根据他书，勉强校补100余字。另外，《颍水篇》、《渠水篇》也都有整页的错简，赵、全两家皆能据孙潜本全部改正，而戴氏只能据朱谋玮本改正部分错误。戴震如见过赵、全两家注本，断不肯不采取他们绝对正确的校补，而使自己的本子留下明显的缺失和错误。胡适除了使用这类内证，以证明戴氏未见赵、全两家《水经注》本之外，还利用四库馆校书有关档案等项资料分析指出，没有材料能够证明，戴震在四库馆内必已见过赵书。因此，胡适断定，戴窃赵书一案不能成立。