陈寅恪曾讲授“元白诗证史”课程，以诗对历史进行考证。学生刘隆凯曾听过“元白诗证史”一课，他根据自己的课堂笔记，把陈寅恪所讲的内容整理出来，于是世人得见陈寅恪“以诗证史”的研究方法。例如陈寅恪曾考证唐代大诗人白居易《琵琶行》中“琵琶女”的年龄。诗中写道：“弟走从军阿姨死，暮去朝来颜色故。门前冷落车马稀，老大嫁作商人妇。”陈据此进行考证：“古代男子三十而娶，女子二十而嫁，已是男女婚娶的最后年龄了。过了这个界限，便是老大了。像崔莺莺，贞元十六年才十七岁，以后结婚也在二十岁之前；韦氏，在贞元十八年结婚时正是二十岁，若再不出阁，也就难了，她比崔氏大一岁。”诗中说：“十三学得琵琶成，名属教坊第一部。曲罢常教善才服，妆成每被秋娘妒。”对此，陈说：“看来，唐代女子与人应酬是在十三岁。杜牧《赠别》：‘婷婷袅袅十三余，豆蔻梢头二月初。春风十里扬州路，卷上珠帘总不如。’秋娘是贞元十五年白氏中进士时长安最负盛名的倡女。白氏沦落江州，感念昔日之游，乃取于诗中。有人以为是杜牧诗里的杜秋娘，谬极。假定琵琶女贞元十五年是十三岁，那么，到元和十一年，她在浔阳江头应该是三十岁了。她嫁商人不会太久——商人重利轻别离，前月浮梁买茶去——茶商在长安领了专卖券，同时娶了琵琶女，再到产地买茶，蜜月里就离开了新妇。可以说，元和十年，琵琶女二十九岁时，弟走从军，不久，阿姨又死了；再过年余，她三十岁时才嫁，真可谓——老大——了。”陈寅恪用此法考证出这个三十岁才嫁的琵琶女是西胡女，并非汉人，与商人是同居关系，不是正式结发夫妻等。
费海玑说：“陈先生之哲学，其特点有七：……第二即‘礼法使人消极说’。夫礼法，汉族之所重也，异民族同化于汉族，则其初崇尚礼法之程度大不同也，若其父母之婚配违反礼法而罪及其子孙，则子孙之贤者亦势不得不消极矣。陈先生举白乐天之事为证，其父季庚年四十一而娶其甥女，亦即乐天之母，伊才十五岁耳。其父乱伦，而乐天为名教不容，放乐天趋于消极也。是故治史者不可厚责于人，为政者亦不可过为矜尚礼法也。今日留学生之婚嫁，多牵涉国际私法，其问题严重者即双重国籍之子女是也。吾人之下一代，乃至数代，必多华裔美人或美裔华人。而中美文化在礼教上迥异，倘以固有之礼法绳之，鲜不使贤子孙流于消极也。是故陈先生之哲学，不能不重。”
一次，陈寅恪在香港用英语做学术讲演，题为“武则天与佛教”。消息一出，全港轰动。因为许多人听说这个题目，以为必定有关于武则天的宫闱秘事，在好奇心驱使下，趋之若鹜，满心希望一饱耳福。谁知陈讲的是纯粹学术性的考据，运用大量史料进行考证最后得出结论：武则天之所以有许多面首，原来是《佛经》中有言，女人不可能成佛。若要成佛，除非广蓄面首。人们失望而归。
陈寅恪治史，既继承了清代乾嘉学者治史中重证据、重事实的精神，又吸取西方的“历史演进法”（即从事物的演化和联系考察历史，探究史料），运用此种中西结合的考证比较方法，对一些资料穷本溯源，核订确切，求得历史面目的真相。他精通多种语言文学，也为他从汉文以外搜罗史料进行研究提供了较大的方便。
双目失明之后，陈寅恪仍笔耕不辍，在助手黄萱的帮助下，穷十年岁月，写出《论再生缘》、《柳如是别传》（85万字文言巨著）等著述。对《柳如是别传》，陈寅恪的助手黄萱曾感慨地说：“寅师以失明的晚年，不惮辛苦、经之营之，钩稽沉隐，以成此稿。其坚毅之精神，真有惊天地、泣鬼神的气概。”
晚年的陈寅恪“体弱、多病、目盲、残足”，然而，他却以惊人的毅力，将《隋唐制度渊源论稿》、《唐代政治史述论稿》、《元白诗笺证稿》以外的旧文，编为《寒柳堂集》、《金明馆丛稿》，最后还撰有《寒柳堂记梦（残稿）》。
独立
王国维纪念碑碑文由陈寅恪执笔，其中“独立之精神，自由之思想”既是对王氏治学精神的概括，也是陈一生治学的圭臬，碑文云：“士之读书治学，盖将以脱心志于俗谛之桎梏，真理因得以发扬。思想而不自由，毋宁死耳。斯古今仁圣所同殉之精义，夫岂庸鄙之敢望。先生以一死见其独立自由之意志，非所论于一人之恩怨，一姓之兴亡。呜呼！树兹石于讲舍，系哀思而不忘。表哲人之奇节，诉真宰之茫茫。来世不可知者也，先生之著述，或有时而不章。先生之学说，或有时而可商。惟此独立之精神，自由之思想，历千万祀，与天壤而同久，共三光而永光。”
陈寅恪唯一一次指导学生作中国近代史学位论文，是石泉的毕业论文《甲午战争前后的中国政局》。陈寅恪对石泉说：“我可以指导你，其实我对晚清历史还是熟悉的，不过我不能做这方面的研究。认真做，就必然会动感情，这样一来，看问题就不客观了。”
王钟翰回忆：“1945年秋，一日，先生仰卧病榻上，当我提问治学与政治有无关系时，先生沉思片刻，云：‘古今中外，哪里有做学问能完全脱离政治之事？但两者之间，自然有区别，不能混为一谈。如果作学问是为了去迎合政治，那不是真正在做学问。因为做学问与政治不同，毕竟有它自己的独立性。’据我所知，当时******喜以唐太宗李世民自比，耳闻先生为当代海内外隋唐史名家，曾托人以重金请先生写一部唐太宗传。先生当时患病，生活于分艰辛，但对奉命写书之事，仍毅然拒之。”
1946年，石泉找到黄濬所著《花随人圣庵摭忆》一书，感到其中保存了不少珍贵的史料，因而多有称引。燕大一位老先生看到后，大不以为然，说此人是抗战初期已枪决的汉奸，他的作品岂能引用。石泉将此话告诉老师陈寅恪，陈明确说道：“只要有史料价值，足以助我们弄清问题，什么材料都可用，只看我们会不会用，引用前人论著，不必以人废言。”1962年，陈在广州中山大学任教时，曾托人带口信，向石泉借用此书。后陈在《寒柳堂记梦未定稿》残稿中多有引摘。
1953年，时任中国科学院院长的郭沫若让汪篯带着其亲笔书信前往广州，敦请陈寅恪出任科学院哲学社会科学历史研究所第二所长。汪篯曾师从陈研究隋唐史，有两年多时间与陈朝夕相处，吃住都在陈家。汪篯到广州后，像之前一样住进老师家中，本想先叙师生之谊，再谈“正事”。不料，一开始两人就话不投机，汪住到了招待所。据传汪是用了“党员的口吻”、“教育开导的口吻”与老师谈话，引起了陈的反感，为陈所怒斥。次日，陈寅恪写了著名的《对科学院的答复》，提出了两个条件。当时冼玉清、黄萱在场，都劝陈寅恪不要这样提，陈却坚持说：“我对共产党不必说假话”。
汪篯并没有马上放弃，他努力向师母了解老师的状况。唐筼对他说，陈寅恪最不愿意看到别人写文章时时提到马列主义，一看头就痛，但他在上课及平时“决无讽刺现在政府等情事”。
陈寅恪在《对科学院的答复》里，提出他就任所长的两个条件：第一条，“允许中古史研究所不宗奉马列主义，并不学习政治。”第二条，“请毛公或刘公给一允许证明书，以作挡箭牌。”并说：“其意是，毛公是政治上的最高当局，刘公是党的最高负责人。我认为最高当局也应和我有同样看法，应从我之说。否则，就谈不到学术研究。”
陈寅恪对汪篯说：“我决不反对现政权，在宣统三年时就在瑞士读过《资本论》的原文。但我认为不能先存马列主义的见解，再研究学术。我要请的人，要带的徒弟都要有自由思想、独立精神。不是这样，即不是我的学生。你以前的看法是否和我相同我不知道，但现在不同了，你已不是我的学生了，所有周一良也好，王永胜也好，从我之说即是我的学生，否则即不是。将来我要带徒弟，也是如此……你要把我的意见不多也不少的带到科学院。碑文你要带去给郭沫若看。郭沫若在日本曾看到我的王国维诗。碑是否还在，我不清楚。如果做得不好，可以打掉，请郭沫若来做，也许更好。郭沫若是甲骨文专家，是‘四堂’之一，也许更懂王国维的学说。那么我就做韩愈，郭沫若就是段文昌。如果有人再作诗，他就做李商隐也很好。我的碑文已经传出去，也不会湮没。”
陈寅恪在《对科学院的答复》一文中还说：“没有自由思想，没有独立精神，即不能发扬真理，即不能研究学术。学说有无错误，这是可以商量的，我对于王国维即是如此。王国维的学说中，也有错的，如关于蒙古史上的一些问题，我认为就可以商量。我的学说也有错误，也可以商量，个人之间的争吵，不必芥蒂。……我写王国维诗，中间骂了梁任公，给梁任公看，梁任公只是笑了笑，不以为芥蒂。我对胡適也骂过……”
新中国成立后，大陆曾经掀起过两场对胡適的批判。胡適许多的门生故旧都写文章清算其思想，与其划清界限。对此，陈寅恪冷眼道：“一犬吠影，十犬吠声。”
“****”开始后，一批曾听过陈寅恪“元白诗证史”课的中山大学历史系学生，开始撰文向昔日的老师发难，文中说：“陈本人从来不学习马列主义，也不相信马列思想，而是以资产阶级厚古薄今的治学态度，对封建阶级的史书古籍做了一些繁琐考证。他对一些鄙琐不堪的小事体和旧社会的达官贵人、王妃妓女特别感兴趣，如杨贵妃身体是胖是瘦，体重几何，入宫以前是不是处女，等等。他还特别考证出‘杨贵妃和安禄山之间究竟发生过关系没有，以及皇帝穿的龙袍是刺着五个爪的龙，大臣穿的蟒袍是刺着四个爪的龙等’。他还厚古薄今地讲一些陈词滥调，搞一些无聊的考证，如讲《莺莺传》时，莺莺是‘如何把淡妆短眉变为浓妆细眉’；讲到白居易的《琵琶行》时，居然考证出了那个在船头犹抱琵琶半遮面的商人妇，祖籍何处，什么人种，什么年月、什么岁数入得妓院，在长安属第几流妓女，何时退居二线，何时嫁与做何生意的商人，属于二房还是三房，是妇人还是妾身，等等。”世人从此文可以反推出陈寅恪的治学方法。
陈寅恪概括其治学宗主：“寅恪平生为不古不今之学，思想囿于咸丰同治之世，议论近乎湘乡南皮之间”。
晚年，陈寅恪写《论再生缘》，书中颂扬陈端生道：“端生此等自由及自尊即独立之思想，在当日及其后百余年间，俱足惊世骇俗，自为一般人所非议。”
纯儒
陈寅恪夫人唐筼是清朝最后一任台湾巡抚唐景崧的孙女。清廷将台湾割让给日本，台湾人悲愤万分，曾准备举事，成立**********，由唐景崧担任总统，陈寅恪的族人亦参与其中。但最后举事未能成功。陈宝箴、陈三立及陈寅恪祖孙三代，对于甲午战争战败，割让台湾，心中愤懑痛惜。陈寅恪始终认为台湾属于中国。长女出生时，陈寅恪在北平淘得一枚旧官印，印文为“福建台湾巡抚关防”，为其岳祖唐景崧在任时使用过的，陈为纪念唐景崧，以台湾古称，为长女起名“流求”。此印陈寅恪夫妇保存在天津一家银行的保险柜中，抗战南下一直携带到香港。此后，陈寅恪又为次女起名“小彭”，隐喻澎湖列岛。
王国维遗体入殓时，参加葬礼的清华师生向王遗体三鞠躬。陈寅恪则与众不同，身着长袍马褂，向王遗体行跪礼，并三叩头。一些学生见陈行跪拜礼，也跟着行跪拜礼。
陈寅恪在国学院时，其学生到上海陈家去谒见其父陈三立，陈父与学生谈话，大家皆坐，唯陈寅恪侍立一旁，并坚持到谈话完毕。
陈寅恪游学欧美十六载，但乡音未改，装扮如故，与当时大多数归国留学生的西装革履不同，他常是一袭长衫，脚踩布履，冬春则棉袍马褂。数九寒冬，就在脖间缠一条五尺围巾，头戴厚绒帽，裤脚扎一根布带。
季羡林回忆：“有时候，在校内林荫道上，在熙往攘来的学生人流中，有时会见到陈师去上课，身着长袍，朴素无华，肘下夹着一个布包，里面装满了讲课时用的书籍和资料。不认识他的人，恐怕大都把他看成是琉璃厂某一个书店到清华来送书的老板，绝不会知道，他就是名扬海内外的大学者。他同当时清华留洋归来的大多数西装革履、发光鉴人的教授，迥乎不同，在这一方面，他也给我留下了毕生难忘的印象，令我受益无穷。”
学生梁嘉彬说：“寅师之德：温、良、恭、俭、让五字可以括之。其教学系采有教无类主义。弟对于中国上古中古近古史，自问实未下工夫，寅师恒接之以温，每有请益，必循循善诱，多方指示无倦。上课、下课，鞠躬如也；开会，木讷若无意见。居常衣一长袍，不事更换，某师曾短寅师于弟之前，而寅师则从未有短他人而自炫耀之事，则其涵养忍让可知。”
中国古代诗人中，陈寅恪最为佩服陶渊明、杜甫，虽好李白及李义山诗，但并不认为是上品。宋词之后，他仅推崇龚自珍、朱祖谋及王国维三人。
陈寅恪通晓国内外各种语言文字近二十种。一次，王钟翰问陈：“先生能广识如此众多之语文，究以哪种语文为最有用？”陈寅恪不假思索地答道：“最有用的还是要推汉语文。”
