Polivanov skrev større verker om japanske, usbekiske og dunganske språk og om teoretisk lingvistikk og poesi. Han deltok i utviklingen av skriftsystemer for folkene i Sovjetunionen og konstruerte også et kyrillisk alfabet for japansk, som var offisielt akseptert i Sovjetunionen og fortsatt er standard i moderne Russland. Han oversatte også det Kirgisiske nasjonale Manaseposet til russisk. Polivaniov er kreditert som den som grunnla det sammenlignende studium av japanske tonelag mellom japanske dialekter.