佛学
蒙文通治佛学，发源于中国20年代初期的今古文的大论战。1918年蒙文通从四川存古学堂毕业后，返回家乡盐亭以办私塾为生，继续在破庙里从事经史研究，长达三年之久。五四运动以后，中国掀起一场新兴的文化革命。以鲁迅、陈独秀等为代表的新文化干将与吴宓、章士钊等学衡派发生激烈论战。在这场莫衷一是的争论中蒙文通难以取舍，便辞去重庆府联中和重庆省立二女子师范学校的职务，“游学于吴越之间，访学于各大经史家门下，与章太炎论古今之流变，与欧阳竟无论佛典之影响”。在长期的游学过程中，蒙文通仍难以在二者之间取舍.却悟及佛学在中国思想中的深层的潜意识影响，蒙文通便停留在欧阳竟无所办的“支那内学院”内，潜心研究佛学，从1923年到1927年，长达四年之久。此期，蒙文通与汤用彤、熊十力、吕澄等朝夕相处，互相争论，虽各论不一，相异甚大，甚至针锋相对者亦有之，但这对蒙文通佛学研究益发登堂入室有极为重要的作用。
在长期的“闲话”与“争辩”中，蒙文通得以旁及各学派立论的根基及其论证的过程，从而使自己的体系益发精密、严整，以致在佛学研究上当时少有人能及。欧阳竟无由此而寄希望于蒙文通，希望他继承衣钵专研佛学。“改好刻竣(《中庸传》)，先寄此。此惟我弟能知，个中人谈其事，欲其速达也。……全恃观行，一丝九鼎;继续大难，德孤邻寡，亦可悲矣!”“孔学，聊发其端，大事无量，甚望我弟继志述事。”蒙文通离开“支那内学院”后，欧阳竟无己又常致函问讯，希望“共剪西窗烛、共作刻入谈”，“奈何经年不遗我一字!”
不负欧阳竟无重望，蒙文通在佛学研究上相继取得重大突破。欧阳竟无看完他所撰的《中国禅学考》、《唯识新觉罗》后，大喜过望，竟又重阅一遍，时而愤笔于原稿之间，时而挥墨于稿纸之上。之后，蒙文通所撰两篇皆被刊于院刊《内学》创刊号上，紧接于欧阳竟无的《佛法》、《心学》二文之后。
史文学
在经史文学上，蒙文通早在四川存古学堂便显示出深厚的根基。蒙文通于1914年所著的《孔氏古文说》，笔触深入旧史与六经的根基，由此辨其差别进而解开以后学者在二者上争论的症结。蒙文通独特的见地深得其师廖平的赞誉：“文通文如桶底脱。佩服!佩服!后来必成大家。”之后，蒙文通又相继撰述《近二十年汉学之平议》、《经学抉源》、《天问本身》、 《周秦民族史》 、《中国史学史》、《考古甄微》、《儒家政治思想之发展》、《墨学之流变及其原理》等专论。
对于经史，蒙文通一向视之为历史的经纬，二者与文学互相交叠共同组成历史的洪流。他的著述论证也常以经治史，以史注经二者相互叠交，相互出人而辉映成趣。1968年蒙文通所著的《越史丛考》一书即详细引用一百三十余种古文献资料，有经有史，经史互证。文章从十二个角度探究越南的起源、发展、扩张、削弱的过程，论证谨严，资料详实，极具说服力。80年代初期，越南当局授意其国内学者著《越南古代史》，以期为侵略我国寻找舆论借口。1984年，中华书局即将蒙文通所著《越史丛考》资料整理出版，《越南古代史》一书产生的舆论效果由此而消失。
蒙文通先生最重要的史学思想是“通观达识，明其流变”，认为历史是发展变化的，史学家的任务，在于指出历史变化的痕迹，揭示发展的原因。在实践上蒙文通先生注重从社会经济史的研究中去探索历史发展的原因。《中国历代农产量的扩大和赋役制度及学术思想的演变》一文，就是“史以明变”观点的代表作。
蒙文通先生晚年致力于民族史和地方史的研究，提出昆仑宜为上古一文化中心说，认为巴蜀文化当系自西东渐，楚文化也颇受巴蜀文化影响，山海经就是巴蜀楚上古文化产品的著名学术观点。这里，值得大书一笔的是，作为史学家，蒙文通先生怀着维护中华民族崇高利益的责任感，用他生命的最后四年时间，写成了一部考论古代百越民族史的专著《越史丛考》。这是一部充溢着实实在在的爱国精神的书，它的成就标志着我国古民族史研究的新水平。此外，还有《古地甄微》、《儒学五论》、《道书辑校十种》、《巴蜀古史论述》、 《先秦少数民族研究》等专著和学术论文数十篇。他在古代历史、古代地理、古代民族、古代学术、古代宗教等很多领域都给后人留下了十分丰硕的成果。此外还有数十万字遗稿尚待整理刊布。