《敦煌石窟艺术研究》即为他的成果之一，对敦煌石窟艺术各时代的风格及艺术特色进行了系统的研究，并对壁画中的服饰、飞天以及唐僧取经图等方面进行了深入的探讨。段文杰先生早在1946年就来到敦煌莫高窟，从事敦煌壁画临摹和研究工作，是敦煌研究院的开创者之一。1980年任敦煌文物研究所所长，1984年敦煌文物研究所扩建为敦煌研究院，段文杰就任院长，1998年任敦煌研究院名誉院长。 段文杰先生在长期临摹壁画的同时，从美术史和美学的角度对敦煌艺术进行深入研究，取得了丰硕的成果。