Еще в молодости А. отказался от научных занятий русским летописанием и источниковедением в пользу истории литературы XIX века и литературной критики. А. оценивает историю духовных исканий русских писателей и эволюцию литературных образов с точки зрения «психологического» направления в критике. Являлся популяризатором творчества А.С. Пушкина, М.Ю. Лермонтова, Ф.М. Достоевского и других русских классиков. Его отказ от занятий археографией не означал разрыва с С.Ф. Платоновым и кругом русских историков, к которому он тяготел со студенческих времен. Во многом благодаря С.А. Адрианову в 1930-х гг. был сохранен и упорядочен научный архив его ближайшего друга – А.Е. Преснякова.

Античность, Византия, западная Европа (средневековье, эпоха Возрождения), Древняя Русь. Вместе с группой учеников начал систематическое изучение памятников древнерусской архитектуры в Киеве, Чернигове, на Северо-западе. В его трудах эстетическое осмысление памятников искусства сочеталось с их историко-культурной оценкой. А. обогатил методы иконографического анализа, разработанные Н.П.Кондаковым, и заложил основы стилистического анализа средневековых произведений искусства, Исследовал основные схемы и типы изображения в христианской археологии, придерживаясь исторических взглядов на традиции и эволюцию византийского искусства и связав изучение отдельных памятников с пониманием процессов развития художественной культуры в целом.

Вопросы истории и культуры Древней Греции и Древнего Рима. Отличительной особенностью научного творчества А. было сильное влияние позитивизма, что находило отражение в постановке задачи выработки оригинального теоретико-методологического подхода.

А. занимался вопросами истории и теории русской литературы XIX в. Особый интерес вызывали фигуры Н.В. Гоголя и И.С. Тургенева

Вопросы методологии Палеолитоведения. В Институте археологии разрабатывала тему «Становление советской методики раскопок палеолитических поселений (основные идеи и понятия». Методика раскопок, подходы к изучению жилищ.

История России, история церкви

Автор фундаментального научного исследования о Чертомлыкском кургане и общей работы по истории скифов «Хронография Европейской Скифии VII-IV вв. до н. э.» За эту монографию Президиум РАН присудил А. Ю. Алексееву премию им. И. Е. Забелина. Разработал новый метод периодизации скифских памятников.

В центре внимания А. находились вопросы китайской и монгольской лингвистики. Являлся одним из ведущих мировых специалистов в области изучения китайской и монгольской литературы, а также древней истории Китая. Особенно ценны его достижения в области изучения китайского театра и драматургии. Автор ряда ценных работ по китайской этнографии. А. активно переводил на русский язык произведения китайской художественной литературы. В частности, перевел произведения таких поэтов, как Сыкун Ту, Ли Бо, Тао Юаньмин, Ло Биньван и др.

Аграрная и социальная история Северо-Восточной Руси XII-XVI вв. История крестьянства на Руси до XVI в. - функционирование и развитие свободной крестьянской общины в рамках развивающегося феодализма Феномен Псковской Судной Грамоты - уникального памятника сочетающего реалии и традиции свободной крестьянской общины с нарастающими явлениями феодального общественного строя. Наибольший интерес - создание единого Российского государства - эпоха Ивана III, одного из величайших деятелей в истории России. В частности ликвидация удельной системы, ликвидация сепаратистских стремлений новгородской боярской олигархии. Ликвидация ордынского ига - восстановление и утверждение национального суверенитета Российского государства и определение его почетного места в системе международных политических и культурных отношений Европы и Ближнего Востока. Реформа феодального землевладения. Создание аппарата управления Российского Государства - в частности судебно-административной системы. Судебник Ивана III - первый законодательный кодекс единой России. Создание новой военной системы и ее деятельность в борьбе за сохранение и воссоединение русских земель в едином государстве. Развитие военного искусства...

Французская общественная мысль XVIII столетия. Великая французская революция. Парижская коммуна. Изучал жизнь и деятельность Жан-Жака Руссо.