П.Н. Батюшкову принадлежит записка о положении духовенства в западных губерниях, поданная Александру II, затем направленная на рассмотрение в Западный комитет, Комитет о пересмотре Положения 20 июля 1842 г. по обеспечению духовенства Западного края (создан при Святейшем Синоде 20 августа 1859 г.), в Присутствие по делам православного белого духовенства (создано при Святейшем Синоде 28 июня 1862 г.). Он одним из первых в России указал на необходимость покончить с замкнутостью духовного сословия, повысить нравственно-образовательный уровень церковно- и священнослужителей, предложил способ материального обеспечения духовенства; был сторонником свободного доступа лиц других сословий в духовные учебные заведения, предлагал реформировать духовную школу для лучшего приготовления выпускников к приходскому служению. Считал необходимым назначить клирикам государственное денежное жалованье, платить от Святейшего Синода пенсии заштатным священникам, создать приходские советы для решения хозяйственных дел. П.Н. Батюшков предлагал ввести выборность при назначении благочинных и членов консисторий, перейти к найму причётников. Его записка вызвала отрицательную реакцию министра внутренних дел П.А. Валуева и не была поддержана. П.Н. Батюшков руководил подготовкой и изданием «Атласа народонаселения Западнорусского края по вероисповеданиям» (1862 г.), по его инициативе вышли в свет восемь выпусков альбомов с пояснительными текстами – «Памятники русской старины в западных губерниях» (1868–1885 гг.). П.Н. Батюшков опубликовал монографии профессоров Киевской духовной академии Николая Ивановича Петрова, Николая Ивановича Городецкого (впоследствии митрополит Платон), Ивана Игнатьевича Малышевского «Холмская Русь» (1887 г.), «Волынь» (1888 г.), «Беларусь и Литва» (1890 г.), «Подолье» (1891 г.), «Бессарабия» (1892 г.) и написал для этих книг предисловия. В 1885–1887 гг. П.Н. Батюшков издал собрание сочинений К.Н. Батюшкова.