Halldorfs forskning er hovedsakelig innen modernitet og religion samt svensk frikirkelighet. Han har publisert to bøker og flere artikler om pinsebevegelsen i Sverige. I diskuterer han Levi Pethrus' ledelse av pinsebevegelsen og dens plass i det svenske 1900-tallet. Boken er basert på predikantens korrespondanse og innledes med et forord av forfatteren Per Olov Enquist. Halldorfs doktorgradsavhandling diskuterer på bakgrunn av vekkelsespredikanten Emil Gustafsons liv og tekster den evangelikale bevegelsens holdning til moderniteten.