Thorlacius havde blandt sine samtidige ry som en udmærket latinsk digter, hans videnskabelige virksomhed omfatter dog den gamle nordiske litteratur. Som rektor i København udgav han som skoleprogrammer en række herhenhørende latinske afhandlinger ("Antiqvitatum borealium observationes miscellaneæ" I-VII, 1788-1801), blandt hvilke kan fremhæves en undersøgelse over de gamle nordboers ægteskab, hvorimod den versfortolkning, som danner indholdet for de fleste andre, til dels ikke har kunnet bestå for kritikken. Da ved Gerhard Schønings død den store folioudgave af "Heimskringla" manglede en leder, indtrådte Thorlacius i Schønings plads og fuldendte det påbegyndte 3. bind (1783), hvorefter han udarbejdede fortsættelsen, således at "Sverres Saga", der udgør næsten hele 4. bind, var rentrykt 1795, men Københavns brand samme år og flere påfølgende uheld gjorde, at bindet først 1813, efter at arbejdet var gået over på andre hænder, kunne fuldendes.