Dámaso Alonso trabajó simultáneamente en diferentes disciplinas: creación e investigación literarias, crítica y estudios históricos, estilítica, poesía de los clásicos españoles, poesía popular, las jarchas, y autores como Luis de Góngora, san Juan de la Cruz y Gil Vicente.
Es autor de un revolucionario estudio sobre la poesía barroca española, de un extraordinario rigor y precisión intelectual: La lengua poética de Góngora; Madrid, C.S.I.C., 1961 y Ensayos sobre poesía española, 1944.
Aunque considerado como poeta de la generación del 27, sus obras más conocidas están escritas después de 1940. Alonso se solía referir a sí mismo como «poeta de rachas».
De su obra en verso cabe destacar Poemas puros: poemillas de la ciudad, Madrid, Galatea, 1921; El viento y el verso, Madrid, 1925; Oscura noticia, Madrid, Colección Adonais, Hispánica, 1944; Hombre y Dios, Málaga, 1995; Hijos de la ira (Children of Wrath; Madrid, 1944); Antología de nuestro monstruoso mundo, duda y amor sobre el Ser Supremo (The Anthology of Our Monstruous World, Love and Doubt about the Supreme Being; Madrid, Cátedra, 1985); y Álbum: versos de juventud (Youth Verse; Barcelona, Tusquets, 1993).
Además de crear su propia obra, Alonso se esforzó por dar a conocer a los grandes escritores europeos contemporáneos en el ámbito hispanohablante; fue el primer autor de una traducción al español de A Portrait of the Artist as a Young Man (Retrato del artista adolescente) de James Joyce, trabajo que realizó con la colaboración del propio Joyce durante el año 1924, y que se publicó por Biblioteca Nueva, en Madrid, en 1926.
Miembro de la Real Academia Española de la Lengua desde 1945, fue director de la Institución entre los años 1968 a 1982. Miembro además de otras muchas asociaciones y academias , como la Real Academia de la Historia y la Modern Language Association, fue también Presidente de la Asociación de Hispanistas.
Su principal trabajo como director de la Real Academia Española de la Lengua se centró en la organización de encuentros con academias americanas, con las que colaboró para prevenir la fragmentación de la lengua española.
La Biblioteca de la Real Academia Española de la Lengua en Madrid tiene una sección especial dedicada a Dámaso Alonso, con más de 40.000 volúmenes de su biblioteca, publicaciones de su propia obra y documentos personales.
La biblioteca del Instituto Cervantes de Dublín, que lleva su nombre, cuenta con una significativa colección de su obra, así como con copias de algunos de sus documentos personales, entre ellos una carta de James Joyce sobre la traducción del Retrato del artista adolescente.
Su enorme contribución a la filología y literatura españolas le fue reconocida con prestigiosos premios, entre ellos el Nacional de Literatura en 1927, el Fastenrath en 1943, el Premio Nacional de Ensayo en 1969, y el Premio Cervantes en 1978, éste último considerado el máximo reconocimiento literario en español.
También recibió doctorados honoris causa de las universidades de Burdeos, Friburgo, Granada, Hamburgo, Lisboa, Oxford, Oviedo, Roma, así como de la Universidad Mayor de San Marcos de Lima en Perú. Su actividad intelectual se prolongaría hasta su fallecimiento en Madrid en 1990.