הוא פרסם ספר אחד בימי חייו וספר נוסף שלו פורסם לאחר מותו. כמו כן, הוא פרסם מאמרים רבים בתחום הריאליה, הארכאולוגיה וההיסטוריה של תקופת המשנה והתלמוד. במקביל נהג לפרסם מאמרי ביקורת על ספרים ומחקרים שיצאו לאור בתחום מחקריו וכן פרסם מאמרים פובליציסטיים בעיקר בתחום החינוך, כמפורט להלן:
כלי החרס בספרות התלמוד.
פרסומו הגדול של בראנד בא לו, כפי שצוין כבר לעיל, ממחקרו על כלי החרס בספרות התלמוד אותו הרחיב לספר מונומנטלי בן כ־670 עמודים. את רוב העבודה עשה במסגרת מוסד הרב קוק, אשר דאג גם להוציאו לאור, בשנת תשי"ג. ראשיתו בעבודת דוקטורט, בהדרכתם של פרופ' יעקב נחום אפשטיין ופרופ' אלעזר ליפא סוקניק. הוא החל בכתיבת העבודה בשנת ת"ש, והגישהּ לאוניברסיטה העברית לאחר שש שנים, בשנת תש"ו. הספר עצמו אמור היה לצאת לאור כבר בשנת תש"ח, אולם בשל פיצוץ מכונית תופת ברחוב בן יהודה בירושלים, נהרס בית הדפוס, שהיה באותו הרחוב, ושאמור היה להדפיס את הספר. כתוצאה מהפיצוץ גם אבד חלק מכתב היד ובראנד נאלץ לכותבו מחדש. אלא שגם אז נאלץ לכתת רגליו לספריות פרטיות, בשל הקושי להגיע באותה העת לספרייה הלאומית, שהייתה אז בהר הצופים או לספריות הארכאולוגיות של מוזיאון רוקפלר ובית הספר האמריקאי לחקר המזרח בירושלים. נדרשו חמש שנים נוספות עד שיצא הספר לאור.
שתי מטרות הוא הציב לעצמו בחיבור הספר: המטרה הראשונה הייתה זיהוי כלי החרס שבספרות התלמוד. ואכן, הספר כולל תיאור מפורט של 126 כלי חרס מתקופת התלמוד והוא נשען על כעשרים אלף מקורות, בעיקר מן התלמוד הבבלי והירושלמי וחלקי כלים שנתגלו בחפירות ארכאולוגיות; והמטרה השנייה, שִחזור ותיאור של החיים בכל התקופה הנדונה. גם מטרה זו הושגה במלואה, לאחר שהצליח לא רק לזהות את הכלים, אלא גם לתארך אותם ולקבוע את יעודם.
פרסום הספר החזיר למונחים רבים הקיימים בנומנקלטורה העברית את משמעותם המקורית או את שמם המקורי מהשם הלועזי בו השתמשו עד למועד פרסום הספר; סייע להבנת ההלכה המקורית, שבמהלך הדורות נשתנתה בהתאם לנסיבות הזמן והמקום אליהם גלה עם ישראל; ובנוסף הביא לזיהוי כלים שלא היו ידועים עד אז, או לחלופין הוסיף ידיעות על כלים ידועים.
הספר זכה לבקורות חיוביות מחוקרים חשובים באותו הזמן, ביניהם פרופ' אהרן צייטלין, פרופ' ויזינגר ופרופ' שאול ליברמן, והוא נחשב לאחד הספרים החשובים בתחום. הוא מצוטט גם כיום במחקרים רבים, לרבות בספרות התורנית. בראנד היה אמור לזכות בפרס הרב קוק לספרות תורנית בקטגוריית ספרות מחקר וספרי עזר לשנת 1954 אך הזכייה בוטלה אחרי שהרב שלמה יוסף זוין ביטל את חתימתו על הצעת ההחלטה לתת את הפרס לבראנד כיוון שמצא בספרו דברי כפירה בעיקרי האמונה.
כלי זכוכית בספרות התלמוד.
כלי זכוכית בספרות התלמוד הוא ספרו השני של בראנד עליו עבד רק לסירוגין, מאחר שאת רוב זמנו הקדיש עתה להוראה באוניברסיטה ולהכנת מערכי שיעורים. במחקר על כלי הזכוכית הוא הסתייע באליהו דובקין, שמלבד פעילותו הפוליטית היה גם אספן כלי זכוכית.
בראנד הספיק אומנם לאסוף את כל החומר בנושא אך לא זכה לסיימו. לפיכך, כאשר יצא לאור הספר בשנת 1978, שלוש שנים לאחר מותו, הוא חוּלק לשני חלקים:
החלק הראשון בלבד של הספר עוסק בכלי זכוכית בספרות התלמוד, והוא מכיל עשרה פרקים כדלקמן: הפרק הראשון כולל דיון בשאלת מקור הזכוכית, האם בפניקיה, מצרים או בארם נהרים. על סמך מקורות עתיקים ומחקרים בנושא, מגיע בראנד למסקנה כי ראשית הזכוכית היא בארם נהרים ולא במצרים, או בפיניקיה, כפי שמקובל לחשוב. בהמשך, ועל בסיס מסקנה זו ומקורות נוספים, מנסה בראנד להוכיח כי אברהם אבינו היה אמן זכוכית ומסיבה זו היגר מאור כשדים לחרן; בפרק השני, הוא דן בכלי זכוכית שנמצאו בחפירות ארכאולוגיות בארץ ישראל ובסביבתה; בפרק השלישי מצביע בראנד על חומרי גלם, מונחים ואינדיקציות נוספות המוזכרים במקרא, המוכיחים לטענתו את קיומה של תעשיית זכוכית בתקופת המקרא, על אף שלא מוזכרת בו תעשייה כזו; בפרק הרביעי הוא מפרט את שמות המקומות בהם יוצרו כלי זכוכית בתקופת המקרא ותקופת בית שני, ובנוסף הוא מברר את חלקם של היהודים בתעשייה זו. מבין המקומות שיצרו זכוכית הוא מזכיר את צידון (ובקשר אליה הוא טוען כי תעשיית הזכוכית המפורסמת שלה נוסדה על ידי היהודים שהתגוררו בה ולא על ידי יוונים או סורים, כפי שמקובל לחשוב), צידון במראשה, צור, אנטיוכיה, גרסה, אלכסנדריה, ירושלים, כזיב, לוד, טבריה, גירו (או בירו), קיסרין, בית שערים, עכו, שומרון, יפו, חברון, עין גדי ויריחו; בפרקים החמישי (בית חולסאות), הששי (אבן מסמא), השביעי (כור של עושי זכוכית), השמיני (כבשן של זגגים), התשיעי (בולוס) והעשירי (ספות) הוא דן במושגים שונים הקשורים לתעשיית הזכוכית.
בחלק השני של הספר רוכזו מחקרים ומאמרים חשובים של בראנד בתחומים הנוספים בהם הרבה לעסוק: בתחום הריאליה (נרות חרס, תלבושת מתקופת התלמוד ועוד), הנַבָּטִים, מרד בר כוכבא ואישיותו וכן היסטוריה של תקופת בית שני, בפרט ראשית התקופה.
לסוף החלק השני צורפו מאמר על בראנד ופועלו, מאת ד"ר נח עמינח תלמידו, וכן רשימה ביבליוגרפית חלקית של מאמריו. כמו כן כולל הספר מבוא מאת יצחק רפאל.
מחקרים בתחומים אחרים ומאמרי ביקורת.
מחוץ לספריו הנ"ל פרסם במשך השנים מאמרים ומחקרים רבים בתחום הריאליה, הארכאולוגיה וההיסטוריה של תקופת המשנה והתלמוד. המאמרים התפרסמו בכתבי העת המדעיים והתורניים שיצאו לאור בזמנו, בין היתר ההד, לשוננו, יבנה, סיני, מחניים, מאזנים, תרביץ וטורי ישורון. כמו כן נהג לפרסם מאמרי ביקורת על מחקרים חדשים שיצאו לאור במדעי היהדות, בפרט בתחום מחקריו. מאמרי הביקורת התפרסמו בעיתונות היומית, כגון הארץ, הצופה, הדאר ועוד. במאמרים אלה, היה בראנד לא פעם מעמיד את החוקרים האחרים על טעותם, ולא חשש לעשות כן, גם כאשר הציג עמדה המנוגדת לעמדות המקובלות בעולם האקדמי.
בתחום הריאליה הוא ביקש להקים מכון לחקר הריאליה התלמודית, שיאסוף ויסדר את כל החומר בנושא הכלול בספרות התלמודית, בספרות הקלאסית מאותו הזמן, הקשורה לארץ ישראל, וכן את החומר מהממצאים הארכאולוגיים בנושא. על אף שקיבל סיוע ממספר חוקרים וסופרים, לא הצליח להוציא לפועל תוכנית זאת.
בחקר ההיסטוריה של תקופת המשנה והתלמוד, עסקו עיקר מחקריו בשאלת היסודות ההלכתיים בראשית תקופת בית שני, במרד בר כוכבא ואישיותו וכן בנבטים. בדומה לגישתו בחקר הריאליה, גם כאשר חקר נושאים אלה, הוא נהג לבדוק את כל המקורות הספרותיים הרלוונטיים המצויים בתנ"ך, במשנה, בתלמוד, בספרים החיצוניים ובמגילות מדבר יהודה ולשלב ממצאים אלה עם הממצאים הארכאולוגיים הקיימים, הספרות הקלאסית ומחקריו האחרים. הוא סבר כי חוקר טוב חייב להיות בקיא באופן מוחלט במקורות בהם הוא עוסק; אולם אין די בכך, והוא נדרש גם להארה פנימית; להבנת החיים והתקופה אותם הוא חוקר, וזאת במנותק מהמציאות בה הוא - החוקר - חי; ולא לחשוש להעלות השערות. הוא התייחס לכל מקור בכובד ראש, גם אם מדובר היה באגדה שעל פניה נראית דמיונית. מאידך, התנגד למשקל היתר שניתן, בתקופתו ובדור הקודם לו, לענף המדעי של ביקורת כתבי יד (בפרט כתבי היד התלמודיים), והעדיף את הנוסח המודפס שהוגה על ידי חכמי תלמוד רבים במהלך השנים. בשל גישה זו, היה מגיע לעיתים לממצאים שונים מהממצאים המקובלים בתחומים אותם חקר.
כך למשל, טען שהכרזת כורש לא באה מיוזמתו של כורש אלא כתוצאה של רצון העם לשוב לארצו; וכי מגילת מלחמת בני אור בבני חושך נכתבה על ידי חלק מעולי בבל שהיו אנשי מלחמה, בשל הסכסוכים שצפו שיתלקחו עם העמים השכנים שתפסו את אדמות העולים בעת ששהו בבבל; עוד טען כי בר כוכבא היה איש אציל רוח ולא עריץ, אשר דאג לאיש הפשוט; כי הנבטים לא היו שבט ערבי, אלא בני בניהם של הרכבים שהתרחקו מהיהדות וחלקם החל לעבוד עבודה זרה; וכן כי המשנה היא מתקופת עזרא ונחמיה.
במקום להציע בפני תלמידיו את ממצאי מחקריו, הוא נהג לשתף את תלמידיו בלבטיו בקשר לבעיות והסתירות שמצא בין מקורות תלמודיים שונים, כאשר חקר נושא כלשהו. הוא היה מפנה אותם לקריאת ספרים בנושא, ומעודד אותם לנהל דיונים וויכוחים על כך, עד שהיו מגיעים ברוב המקרים למסקנות ולפתרונות אליהם הוא עצמו הגיע.
פובליציסטיקה והביקורת על אנשי חכמת ישראל.
במקביל למחקריו המדעיים, נהג בראנד לפרסם גם מאמרים פובליצסטיים על ענייני השעה, בעיקר בקשר לחינוך הדור הצעיר, מדעי היהדות וחכמת ישראל.
במספר מאמרים תקף בראנד את אנשי המדע וחכמת ישראל, בעיקר בדור שלפניו, וטען כי הם למדו ממורים גויים ותאולוגים נוצרים שלא לסמוך על המקורות התלמודיים בענייני היסטוריה וריאליה, אלא במחקר בענייני הלכה בלבד. במקום להבין את המציאות הריאלית שהייתה הרקע למקורות הספרותיים, הוא טען, הם שמים דגש רב מדי על חקר כתבי היד השונים ותורת הפילולוגיה, ועל בסיס ממצאיהם אלה מסיקים מסקנות שגויות. לאור זאת, הוא סבר כי הם אינם מוסמכים להכריע בנושא משום שאינם מבינים לעומק את הספרות התלמודית, והאשימם כי בדרך זו הם גרמו למשבר בחכמת ישראל, בפרט אצל הדור הצעיר.
דעתו הייתה כי אסור לחוקרי מחשבת ישראל להתכחש לעברם. הוא ראה בהם כנושאי הדגל, כמי שאמורים - באמצעות מחקר היסטורי - להחיות את המשפט העברי, השפה העברית, הארכיטקטורה והחקלאות במדינת ישראל.