Образцом для её структуры послужил выработанный эллинистической наукой тип истории философских школ: таблицам преемства философских кафедр соответствуют таблицы преемства епископских кафедр, дана подробная библиография трудов богословов и ересиархов. Евсевий Памфил охотно обосновывает формальную организацию материала, называя христианскую религию «нашей философией». Он – один из самых учёных представителей церковной письменности. Его труды и многочисленны, и важны. Евсевий Памфил охотно заполнял свои произведения выписками из документов, поэтому его церковная история представляет собой почти хрестоматию. Так как большая часть документов и сочинений, которыми он пользовался, давно исчезла, то без Евсевия Кесарийского о первых трёх веках христианства было бы известно очень мало. Его перу принадлежат множество сочинений апологетического, историко-агиографического, библейско-экзегетического и догматико-полемического содержания. Самые ценные сочинения Евсевия Кесарийского – исторические. Так, «Церковную историю» (в 10 книгах, закончена в 324–325 гг.) справедливо стали ценить как «вечное достояние». Наиболее известны в научном обиходе «Приготовление к Евангелию» («Praeparatio evangelica») и «Доказательство в пользу Евангелия» («Demonstratio evangelica»). Собственно, это – две обширные части одного произведения; написаны они приблизительно в 315–322 гг. Наиболее известен трактат «О палестинских мучениках» (303–311 гг.); Из библейских работ Евсевия Кесарийского первое место занимает так называемый «Ономастикой», который говорит о всех упоминаемых в Библии местах и является первоклассным источником для топографии библейской Палестины. «Хроника» (303–323 гг.) представляет собой попытку непротиворечивого изложения человеческой истории с сотворения мира (первоначально она была написана около 303 г. и потом продолжена до 323 г.).  В целом виде она сохранилась только в армянском переводе (найден в 1792 г.; до этого долгое время она была известна лишь в вольном пересказе Иеронима, на латинском языке). Из экзегетических работ Евсевия Кесарийского в значительном объёме уцелели только объяснения некоторых псалмов. Догматические трактаты «Против Маркелла», направленного против вышедшего в 335 г. антиарианского сочинения Маркелла, епископа Анкирского, и «О богословии» (311–313 гг.), направленного против неоплатоника Иерокла (неоплатоника, правителя Вифинии, влиявшего на Диоклетиана в пору его выступления против христиан); на греческом языке сохранилась только его краткая редакция. О Евсевии Кесарийском много говорят как о панегиристе. Его творчество проникнуто торжествующим настроением, вызванным событиями Константиновских времён. «Жизнь Константина» Евсевия Кесарийского служит предметом горячих споров (некоторые исследователи обвиняют его в фальсификации документов). «Похвала Константину» составлена по поводу 30-летия царствования императора в 335 г. Из-под пера церковного историка вышла также «Речь к собранию святых» (от лица царя). На русском языке имеются «Церковная история», «О палестинских мучениках», «Жизнь Константина» и «Речь к собранию святых». Во французском переводе – «Demonstratio evangelica» и «Praeparatio evangelica».