Важнейшей работой В. В. Бартольда является 2-х томное исследование «Туркестан в эпоху монгольского нашествия», представляющее собой основу его докторской диссертации. Первый том был издан в Петербурге в 1898 г., а второй в 1900 г. Исследовательская часть работы была переведена на английский язык в 1928 г. и издана в Лондоне под названием «Turkistan Down to the Mongol Invasion».
В 1958 году увидело свет второе издание на английском языке, а в 1968 году под редакцией Г.Е. Бушуина было опубликовано третье английское издание. По мнению китайских ученых Джан Ситуна и Джан Куанда, второе русскоязычное издание работы В.В. Бартольда 1963 года считается самым лучшим. Сведения по истории Караханидов имеются также в следующих его известных работах: «Очерк истории Семиречья», «Киргизы. Исторический очерк», «Двенадцать лекций по истории тюркских народов».
В трудах В. В. Бартольда собраны письменные сообщения по истории Караханидского ханства, взятые из мусульманских источников и выдвинуты некоторые важные идеи. С тех пор ряды изучающих историю Караханидов пополнились новыми учеными, равно как и количество опубликованных статей и работ. Особенно рост интереса к изучению истории династии имел место в европейских странах. Термин «Караханидская династия» был впервые введен в научный оборот именно в европейских исследованиях.
На втором этапе формировалось общее представление по истории династии Караханидов. В частности, в 1936 г. по решению Академии наук бывшего СССР, труды В. В. Бартольда были изданы в 9 томах (2-й том состоит из 2 книг). Исследования Караханидов нашли отражение в его докторской диссертации «Туркестан в эпоху монгольского нашествия».
Этот большой труд состоит из двух частей. В первой, представляющей собой оригинальный текст, рассматриваются землевладение, налоговая система и этнические изменения в Туркестане, произошедшие в период Караханидов. По мнению Вэй Лянтао, В.В. Бартольд не мог в полной мере использовать китайские источники и нумизматические материалы по причине незнания китайского языка. В результате некоторые его выводы оказались ошибочными[18].
Вэй Лянтао также отметил, что статья, опубликованная в 1930 г. немецким ученым Р. Васмером как результат его исследований первоначального названия династии Караханидов и состава населения ханства, привлекла внимание многих ученых[19].
Третий этап характеризуется дальнейшей активизацией обобщенных исследований по истории династии Караханидов. Обнаружение различных артефактов и древних монет, в результате археологических раскопок осуществленных после Второй мировой войны, вывело на новый этап развития историческую науку в области изучения истории династии Караханидов. Одним из ученых, внесших значительный вклад в это развитие, был немецкий историк О. Прицак (O. Pritsak). По свидетельству Вэй Лянтао, он в полной мере использовал исторические, а позже и нумизматические материалы из опубликованных мусульманских источников, обобщил результаты своих предыдущих исследований по этому вопросу,