I sin forskning har Lægreid særlig beskjeftiget seg med studier av offentlig forvaltning, i særdeleshet sentraladministrasjonen, forvaltningsreformer og institusjonell endring, i norsk, nordisk og europeisk perspektiv. Han har videre vært opptatt av problemstillinger knyttet til flernivåstyring og utfordringer informasjons- og kunnskapsteknologi gir for demokratisk styring og kontroll. Lægreid har en svært omfattende vitenskapelig produksjon innenfor disse emnene.