Большую часть своей научной жизни посвятил исследованию социально-экономической истории Англии в Средние века. В работе «Восстание Уота Тайлера» Петрушевский дал анализ английского манора XIII—XIV вв. и причин его разложения, а также нарисовал яркую картину восстания. В «Очерках из истории английского государства и общества в средние века» он уделил внимание проблеме генезиса феодализма. Для лучшего изучения этих проблем историк предпринимал поездки в Лондон в конце 1880-х и 1890-х, где работал в Британском музее. В «Памятниках истории Англии» Петрушевский перевёл множество средневековых манускриптов: Анналы Уэйверлийского монастыря, Вальтер из Хеминбурга и другие.