Krogh-Tonning begynte tidlig å drive vitenskapelige studier og skrev en rekke bøker. I 1883 tok han doktorgraden på en avhandling «Om den ældste kirkelig apologi overfor det græsk-romerske hedenskabs tænkning». Krogh-Tonning var sterkt engasjert i utgivelsen av bokverket som utkom i 19 bind fra 1880 til 1897.