Кроме диссертации «Опыт клинического исследования температуры тела при некоторых формах душевных заболеваний» (Спб., 1881), Бехтереву принадлежат многочисленные работы:
В этих работах Бехтерев занимался изучением и исследованием хода отдельных пучков в центральной нервной системе, состава белого вещества спинного мозга и хода волокон в сером веществе и вместе с тем, на основании произведённых опытов, выяснением физиологического значения отдельных частей центральной нервной системы (зрительных бугров, преддверной ветви слухового нерва, нижних и верхних олив, четверохолмия и пр.).
Бехтереву удалось также добыть некоторые новые данные по вопросу о локализации различных центров в мозговой коре (напр. по локализации кожных — осязательных и болевых — ощущений и мышечного сознания на поверхности мозговых полушарий, «Врач», 1883) и также по физиологии двигательных центров мозговой коры («Врач», 1886). Много работ Бехтерева посвящено описанию малоисследованных патологических процессов нервной системы и отдельным случаям нервных заболеваний.
Соч.: Основы учения о функциях мозга, СПБ, 1903-07; Объективная психология, СПБ, 1907-10; Психика и жизнь, 2 изд., СПБ, 1904; Общая диагностика болезней нервной системы, ч. 1-2, СПБ, 1911-15; Коллективная рефлексология, П., 1921: Общие основы рефлексологии человека, М.- П., 1923; Проводящие пути спинного и головного мозга, М.- Л., 1926; Мозг и деятельность, М.- Л., 1928: Избр. произв., М., 1954.