Khi làm quan ở nhiều nơi, Hoàng Thụy Chi đã dành nhiều thời gian tìm hiểu, sưu tầm, ghi lại ca dao, phương ngôn, tục ngữ ở các địa phương; làm thơ, phú, ký về nơi sinh sống. Là một học giả rất thông thạo chữ Hán, chữ Nôm lại biết tiếng Pháp, để lại những tác phẩm Hán Nôm nghiên cứu nhiều mặt khác nhau: lịch sử, địa dư, văn hóa, văn học, chính trị, hành chính, luật pháp.