В 1863 году защитил диссертацию на степень магистра русской словесности «О былинах Владимирова цикла», в которой предложил историческую точку зрения на происхождение былин: указывал, в частности, что былины Владимирова цикла — отражение киевского удельного периода. После защиты недолго продолжал службу в Министерстве финансов и в 1864 году перешёл в Центральный статистический комитет и до 1882 года принимал деятельное участие в его работе, а также в международных статистических съездах.
Важнейшие из них посвящены Симеону Полоцкому, Ломоносову, Василию Майкову, Сумарокову, Крылову, истории русской журналистики, старинной русской повести, истории русских суеверий и собраны под названием «Очерки из истории русской литературы XVII и XVIII в.» (СПб., 1889, 1893).
Отдельно изданы «Материалы и исследования по старинной русской литературе» (1890—1891).
В 1889 году вышло (при содействии В. И. Саитова), редактированное Л. Н. Майковым с величайшей тщательностью, собрание сочинений К. Н. Батюшкова.
В 1891 году редактировал и снабдил характеристикой собрание критических опытов своего брата Валериана.
В своей магистерской диссертации Майков выказал значительную научную самостоятельность. В эпоху почти безраздельного господства мифологического объяснения народной поэзии он выдвинул историческую точку зрения на происхождение русских былин, с которой исследователи этого тёмного вопроса считаются до сих пор. По его мнению, русский эпос есть верный отзвук русской исторической жизни и, в частности, былины Владимирова цикла — киевского удельного периода. Многих героев былин — Добрыню, Алёшу Поповича, Садко, Илью Муромца — автор, сопоставляя летописные указания, считает лицами действительно существовавшими; в бытовых подробностях он указывает следы действительной исторической жизни X-XIII веков. Возникли былины, по его мнению, в среде дружинной.
Майков Л. Н.Великорусские заклинания. — СПб.: тип. Майкова, 1869. 164 с.; 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Изд-во Европ. Дома, 1994.
Майков Л. Н. Батюшков, его жизнь и сочинения. СПб.: тип. В. С. Балашева, 1887. [10], 360 с.; Изд. 2-е, вновь пересмотр. — СПб., 1896.
Майков Л. Н. Батюшков К. Н. Сочинения: В 3 т. / Со ст. о жизни и соч. К. Н. Батюшкова, написанной Л. Н. Майковым, и примеч., составленными им же и В. И. Саитовым. — СПб.: П. Н. Батюшков, 1885—1887.
Майков Л. Н. Очерки из истории русской литературы XVII и XVIII столетий. — СПб.: А. С. Суворин, 1889. VII.
Майков Л. Н. Пушкин. Сочинения / Приготовил и примечаниями снабдил Л. Майков. — СПб.: тип. Имп. Акад. наук, 1899. Т. I: Лирические стихотворения (1812—1817). XX, 296, 421 с.; Изд. 2-е. — СПб., 1900.
Майков Л. Н. Материалы для академического издания сочинений А. С. Пушкина / Собрал Л. Н. Майков. — СПб.: тип. Имп. Акад. наук, 1902.
↑Могила на плане Новодевичьего кладбища (№ 23) // Отдел IV // Весь Петербург на 1914 год, адресная и справочная книга г. С.-Петербурга / Ред. А. П. Шашковский. — СПб.: Товарищество А. С. Суворина – «Новое время», 1914. — ISBN 5-94030-052-9.
Волков В. А., Куликова М. В., Логинов В. С. Московские профессора XVIII — начала XX веков. Гуманитарные и общественные науки. — М.: Янус-К, 2006. — С. 156. — 300 с. — 2000 экз. — ISBN 5—8037—0318—4.