Большинство лингвистических работ Г.О.Винокура посвящено русскому языку, однако его немногочисленные общелингвистические работы (О задачах истории языка, 1941) отражают четкую теоретическую концепцию; согласной ей, лингвистика делится на науку о языке и науку об отдельных языках; наука о языке «вообще» может отвлекаться от истории, но наука о языках должна изучать их историческое развитие.

Значителен вклад Винокура в частные разделы языкознания, прежде всего в теорию словообразования, немаловажным эпизодом которой был спор о принципах членимости слова, инициированный статьей Винокура 1946 Заметки по русскому словообразованию. В этой статье предлагалась различная трактовка слов с уникальными основами (типа малина, буженина) и уникальными суффиксами (типа пастух, песня): первые предлагалось считать непроизводными в отличие от вторых. А.И.Смирницкий двумя годами позже, уже после смерти Винокура, обосновал их единообразную трактовку (принятую ныне) как производных. Интересна также статья Винокура о частях речи в русском языке (издана посмертно в 1959), где рассмотрены общие принципы деления лексики по частям речи и построена последовательно морфологическая классификация частей речи для русского языка, оказавшаяся весьма отличной от традиционной.

Винокур был одним из создателей истории русского литературного языка как особой дисциплины (Русский язык: исторический очерк, 1945). Много занимался вопросами стилистики и культуры речи (Культура языка, 1929), анализируя, в частности, теоретические основы стилистики как особой лингвистической дисциплины.

Литературоведческие работы Винокура посвящены поэтическому языку, принципам построения научной поэтики, языку и стилю А.С.Пушкина. В.В.Хлебникова и др. Ему принадлежала инициатива создания Словаря языка Пушкина; он разработал концепцию этого словаря и был первым руководителем работы по его составлению. Многими идеями (рассмотрение истории языка в системе, изучение стилистической функции языка, интерес к поэтическому языку и др.) Винокур был близок к Пражскому лингвистическому кружку, особенно к Р.О.Якобсону.