Будучи приверженцем психологического метода Достоевского в своей художественной практике, Чулков в 1920-е годы обратился к наследию великого писателя в своей научной деятельности и стал одним из виднейших в стране исследователей его творчества. Он выступает с лекциями, докладами и статьями о Достоевском, входит в редколлегию его Сочинений, наконец, в результате упорных и длительных разысканий создает капитальную монографию "Как работал Достоевский", изданную в 1939 году. Это была последняя книга Чулкова, увидевшая свет при его жизни. Творческая лаборатория Достоевского и история создания многих его шедевров впервые стали предметом внимательного изучения, основанного на глубоком анализе многочисленных и разнообразных документально-биографических источников.

Историко-литературные интересы Чулкова поразительно широки и многообразны: декабристское движение, биография Пушкина, творческая лаборатория Достоевского. Он до сих пор остается одним из самых авторитетных исследователей биографии и творчества Ф. И. Тютчева. Начав с изучения проблемы "Тютчев и Запад" (статьи "Тютчев и Гейне", "Переводы Ф. И. Тютчева из "Фауста" Гете"), он перешел к изучению биографии Ф. И. Тютчева, выпустив в 1928 году небольшую книжку "Последняя любовь Тютчева", а в 1933 году подвел итоги биографических исследований изданием капитальнейшей "Летописи жизни и творчества Ф. И. Тютчева", и посейчас сохраняющей свое научное значение. Эта работа - первый свод биографических сведений о писателе, за которым последовали подобные же своды, посвященные Некрасову, Достоевскому, Тургеневу, Пушкину. Можно сказать, что Чулков был одним из основателей жанра летописи жизни и творчества писателей в советском литературоведении.