PAUL-EMANOIL BARBU este autorul unui număr important de lucrări științifice (ediții de documente, monografii, studii și articole) referitoare la o largă problematică a istoriei moderne și contemporane, abordând atât teme de interes regional, mai ales cu privire la Oltenia, cât și de interes național (revoluția de la 1848, mișcările sociale și politice postrevoluționare, războiul de independență, agricultura și alte ramuri ale economiei românești).
De asemenea, a avut în atenție viața și activitatea unor oameni politici și de cultură, precum și fenomenul haiduciei la români. Cea mai rodnică activitate în domeniul cercetării științifice a fost aceea de la Institutul de Cercetări Socio-Umane „C.S. Nicolăescu-Plopșor” Craiova, unde, de la simplu cercetător, a ajuns la gradul de cercetător principal I.
Studiile și articolele au fost tipărite în periodice apărute la Editura Academiei Române, precum Revista de istorie (devenită Revista istorică), Arhivele Olteniei. Serie Nouă, Anuarul Institutului de Cercetări Socio-Umane ,,C.S. Nicolăescu-Plopșor” Craiova, cărora li se adaugă și alte publicații de specialitate (Revista Arhivelor, Muzeul Național, Analele Universității din Craiova etc.).
Printre cărțile publicate pot fi amintite: Din istoria cooperației de consum și de credit din România, vol. I (1851-1918), Craiova, Editura Scrisul Românesc, 1995; vol. II (1918-1945), București, Editura Universul, 2000; Agricultura României în perioada 1864-1918, Craiova, Editura Spirit Românesc, 1996 (coautor); Haiducul Iancu Jianu. Adevăr și legendă, București, Casa de Editură și Librărie ,,Nicolae Bălcescu”, 1998; ediția a II-a, revăzută și adăugită, Craiova, Editura Alma, 2010; Catagrafia județului Dolj din 1828, Craiova, Editura Universitaria, 2001 (coautor); Nică Barbu Locusteanu, Craiova, Fundația Scrisul Românesc, 2002; Acțiuni sociale și politice românești în anii 1853-1854, București, Editura Academiei, 2003; Ioan Maiorescu (1811-1864), Craiova, Editura Alma, 2003 (coautor); Revoluția de la 1848 în Oltenia, Craiova, Editura Alma, 2003; Ilie Constantinescu (1874-1960). Profesor. Cercetător. Colecționar, Craiova, Editura Alma, 2008; Ștefan Bujor între legendă și adevăr. Studiu și documente, Craiova, Editura Alma, 2011; Aspecte ale agriculturii României între anii 1921-1944, Craiova, Editura Alma, 2015.
În urma unor cercetări de arhivă, Paul-Emanoil Barbu a descoperit noi informații și date referitoare la furtunosul an 1848, elaborând cea de a doua ediție, revăzută și adăugită, a lucrării Revoluția de la 1848 în Oltenia, oferindu-ne o imagine mai cuprinzătoare a acestui moment crucial din istoria românilor, cu referire specială asupra evenimentelor din această parte a țării.
