Ему принадлежат исследования по кирилло-мефодиевской традиции: «Легенды о Константине и Мефодии с византийской точки зрения» (1933 г.), издание Жития Григория Декаполита (1926 г.). Важным научным достижением Франтишека Дворника стала новая постановка так называемого Фотиева вопроса. В католической традиции долгое время патриарха Фотия (858–867, 877–886 гг.) считали виновником разрыва между Римом и Константинополем в IX в. и предтечей великой схизмы 1054 г. Фигура Фотия привлекла внимание Франтишека Дворника, прежде всего, в контексте исследований кирилло-мефодиевской миссии. Его основная работа о жизни и политической деятельности Фотия, монография «Фотианская схизма: история и легенда» (1948 г.), была завершена к 1939 г. на французском языке, однако из-за событий Второй мировой войны монография появилась позднее в английской версии. Как показал Франтишек Дворник, фотианская схизма была преодолена в результате соглашений на Константинопольском соборе 879/880 гг., где состоялось примирение патриарха Фотия и папы Иоанна VIII (872–882 гг.). Исследование о Фотии было предпринято Франтишеком Дворником с надеждой, что объективная научная разработка этого вопроса ускорит восстановление единства церквей. В работе «Становление Центральной и Восточной Европы» он затронул проблему исторической ориентации Киевской Руси на Византию, а не на Западную Европу. Другие его книги по славяноведению представляют собой пособия по истории раннего славянского Средневековья: «Славяне: Их ранняя история и цивилизация» (1962 г.; русский перевод: «Славяне в европейской истории и цивилизации». М., 2001 г.). Общие проблемы из области раннехристианской и византийской культурной истории были рассмотрены им в сочинении «Раннехристианская и византийская политическая философия: Происхождение и предпосылки». В последние годы жизни Франтишек Дворник опубликовал книги «Идея апостольства в Византии и легенда об апостоле Андрее» и «Византийская миссия к славянам».