Dahl gjennomførte vidstrakte studiereiser i Russland for å gjøre seg kjent med folkeseder og dialekter. Resultatene av dette foreligger i svært rikholdige samlinger av blant annet folkeeventyr og ordstev. Hans ypperste arbeide er den storrussiske ordboken, (fire bind, 1863-66; tredje opplag utgitt fra 1903 under redaksjon av Jan Niecisław Baudouin de Courtenay).