梁启超一生高文博学，《中国大百科全书》设专条介绍梁氏生平业绩的，有《新闻出版》、《教育》、《中国历史》、《哲学》、《经济学》、《法学》、《政治学》、《中国文学》等8卷。另有《宗教》、《社会学》、《地理学》、《农业》、《戏曲》、《体育》等十多卷，在叙述各该学科发展时，都讲到他的贡献。
梁启超博闻强记，读书极杂，知者甚多。一次宴会上，胡适说：“中国古诗很多，诗人都吃肉，就是没有人写过猪。这个牲畜没有人作过诗。”梁启超马上反驳：“不见得，清朝乾隆就写过‘夕阳芳草见游猪’的句子。”乾隆一生诗作无数，佳作甚少，少有人读，由此可见梁读书之杂。
梁启超因参加护国运动，被袁世凯派人追捕，只好躲入荒山，与同伴走失后，他寄居于一个小牧庄，大病一场，差点命丧于彼。病稍好，他便写出了《国民浅训》一书，他在自序中说：“病既起，念此闲暇之岁月，在今百忙中殊不易得，不可负，乃奋兴草此书，阅三日夜，得十三章。”
1918年，梁启超和蒋百里一起游历欧洲。回国后，蒋写了一本《欧洲文艺复兴史》，请梁为之作序。不料梁一动笔便一发不可收拾，洋洋洒洒便是8万字，比蒋的正文篇幅还大。蒋啼笑皆非，只好请梁单独出版，并为梁的书作序。此即梁的著作《清代学术概论》。后来梁启超又将此书补充至25万字，是为《中国近三百年学术史》。
梁启超为学生讲解贾谊的《治安策》，全文七千余字的，梁且讲且背，并不看书。学生很是惊讶，梁笑着说：“我不能背《治安策》，又怎么能上‘万言书’呢？”
梁启超曾在清华演讲《情圣杜甫》，他说：杜甫在写《石壕吏》时，“已化身做那位儿女死绝，衣食不给的老太婆，所以他说的话，完全和他们自己说的一样。……这类诗的好处在真，事愈写的详细，真情愈发挥得透彻。我们熟读他，可以理会得真即是美的道理。”
梁启超认为：“史学为国学最重要部分。”他的国学研究，始终以史学为第一重头戏。他先后撰写了《清代学术概论》、《中国历史研究法》及其补编、《先秦政治思想史》、《中国近三百年学术史》等专著。
在经历了政治的失败后，梁启超认识到：“在中国政界活动，实难得兴致继续。盖客观的事实与主观的理想全不相应，凡所透劝皆如击空也。”从此，梁启超专心问学，不再关注政治。
梁启超潜心研究学问，以西学的方法研究中学，“在社会上造成一种不逐时流的新人”，“在学术界上造成一种适应新潮的国学”。他希望重新唤起人们对传统文化的信心，批判地总结中国古代文化遗产。从欧洲回国后，梁启超就与胡适等人发起整理国故的运动，成为国粹主义史学派的中坚。
梁启超在文学创作上亦有多方面成就：散文、诗歌、小说、戏曲及翻译文学方面均有作品行世，尤以散文影响最大。
陈达曾在清华担任《清华学报》总编辑，一天，他对学生梁思永说：“你跟老太爷说，让他来篇稿子吧。”很快，梁启超的稿子就送来了，陈达说：“出乎我意料之快，这篇文章是写的中国学术的地理分布，只说了几天，就送来了。我一看，可了得，里面写了中国有史以来各学派的地理分布，各学派的内容和比较，各学派的代表人，这些人的下面又有几人，其生卒年月，著作名称，地理分布，如广东是什么派，浙江是什么派等等，真是洋洋大观。这篇东西，如果让我来写，起码得半年。”
梁启超治学勤恳，生活极有规律，无论冬夏，五点起床，每天工作十个小时，连星期天也有日课（工作计划），不稍休息。他每天必得看完《京沪日报》和一本与《新青年》等齐厚的杂志，还要摘录必要材料。每天固定要读的日文和中文书籍纵在百忙中也全不偷懒。他经常以“万恶懒为首，百行勤为先”来勉励学生们。
梁启超规定工作时间不接待宾客，偶有人来访，谈话不超过一个小时。他在书斋上挂了一个木牌，上书：“除研究生外，无要事莫入。”
东南大学学者云集，一位学生问梁启超：“现在南京延揽国内外名流学者公开讲学，有人说只有诸子百家争鸣才能与今天的盛况媲美。依先生看，这种提法是否合适？”梁顿时庄重地说：“非常不合适！主要是没有新的东西。诸子百家各有独到之处，2000年后的今天还值得重新估定它的价值。今天的自由讲学几乎找不出一种独立见解，不过二三十年后，就被人们遗忘得一干二净了。”
梁启超“平昔眼中无书，手中无笔之日亦绝少”，晚年著述，用力尤勤。1920年，他仅一年就撰成《清代学术概论》、《老子哲学》、《孔子》、《墨经校释》等著作，并有多篇佛教历史论文。
梁启超学识渊博，但有时也会犯些小错误。他撰写《中国历史研究法》时，引用阿拉伯人的著作，因未见原文，将“五朝”误写成“五代”，将“10世纪的中国”写成了“9世纪”。王森然对此感慨道：“著书求入世界作者之林，真不易矣。”
梁启超晚年热心于文化传播活动，他成立共学社和讲学社，前者出版了大量书籍，包括介绍社会主义的译作，后者则出面邀请了杜威、罗素、杜里舒、泰戈尔四位大师访问中国，成为二十年代中国的重大文化事件。
1923年2月，张君劢在清华作题为《人生观》的讲演，不意却引起地质学家丁文江的极大反感，旋即撰文《玄学与科学》予以批驳。张丁两人往复辩难，由梁启超带头参加、张东荪、林宰平、胡适、王星拱、吴稚晖等名流纷纷发表文章，争相参战，掀起了轰动一时的科学与玄学之争。
1928年9月，在梁启超离开人世间的四个月前，他开始着手编写《辛稼轩年谱》。在与病痛斗争中，梁启超始终坚持写作，直至最终无法提笔。梁启超与辛弃疾有相同的人生境遇，感同身受，故有编写《辛稼轩年谱》之举。
1929年初，梁启超的病情渐趋恶化，身体越来越差，学生谢国桢和萧龙友劝他停止工作，多休息。梁说：“战士死于沙场，学者死于讲坛。”不久不治而逝。1982年，谢国桢因病住院，坚持看书，萧龙友的儿子萧璋去探望他，劝他不要看书，注意休息，谢以老师在50多年前的话回答道：“战士死于沙场，学者死于讲坛，师训不可违！”
梁启超学识博杂，藏书甚多。他的饮冰室藏书多达3470种，四万多册。他潜心研究图书文献学，支持图书事业。梁启超逝世后，家人遵其遗嘱，将所有藏书捐赠给了北京图书馆。
梁启超一生勤奋，著述繁多，各种著述达一千四百万字，每年平均写作达三十九万字之多。这些著作，是他在近三十六年的政治活动之余写出来的，足见其勤奋。他的《饮冰室合集》共148卷，曾经产生“饮冰一集，万本万遍，传诵国人”的社会影响。