Но скоро центр научных интересов молодого филолога стал сдвигаться в сторону истории русского языка и диалектологии. После отъезда А. А. Шахматова в Петербург к нему перешли обзорные курсы истории русского языка, которые он много лет читал в Москве, Харькове и опять в Москве. Среди студентов, слушавших эти курсы, были Н. Ф. Яковлев (см. очерк «Дважды умерший») и Р. О. Якобсон. Именно эти самостоятельно им разработанные курсы стали образцом для позднейших курсов исторической грамматики русского языка, в том числе для курса П. С. Кузнецова, изданного в виде учебника. Если до Дурново история русского языка имела сильный филологический уклон, сосредоточиваясь на особенностях отдельных памятников, то он старался внести сюда идеи Ф. Ф. Фортунатова, стремившегося описывать историю фонетики и грамматики в системе, искать причинно-следственные связи в переходах звуков и грамматических изменениях. Одним из важнейших источников для выяснения истории русского языка (наряду с письменными памятниками) являются современные диалекты, часто сохраняющие очень архаические явления. Но диалекты тогда были изучены плохо, много хуже, чем памятники. Дурново указывал, что еще в 80-е гг. XIX в. не существовало ни истории русского языка, ни русской диалектологии. И если основы истории языка уже заложил его учитель А. А. Шахматов, то диалектология как дисциплина в составе русистики создавалась самим Николаем Николаевичем вместе с его старшим тремя годами другом Д. Н. Ушаковым, героем предыдущего очерка. Они создали в 1904 г. уже упоминавшуюся Московскую диалектологическую комиссию. Если в постановке дела ведущую роль играл Ушаков (Дурново никогда не показывал себя хорошим организатором), то душой и научным мотором всей этой деятельности стал Николай Николаевич. Существовала даже версия о том, будто все идеи трудов комиссии принадлежали ему одному (что, конечно, было преувеличением). В итоге появились выпуски трудов комиссии и несколько книг, написанных Дурново самостоятельно или в соавторстве. В их числе курс русской диалектологии, выпущенный в Харькове, первая подробная «Диалектологическая карта русского языка в Европе» с приложением классического «Очерка русской диалектологии» (карта и очерк совместно с Д. Н. Ушаковым и Н. Н. Соколовым), программа для составления диалектологических карт (с Н. Н. Соколовым), учебные хрестоматии по русским и украинским диалектам, наконец, фундаментальный сводный очерк восточнославянских диалектов. Увы, вышли только два первых выпуска этого свода, один в 1917 г., другой в начале 1918 г., потом все прекратилось.
Дурново сумел создать первую и до сих пор общепринятую (при небольших уточнениях) классификацию русских,