Professor Pirjo Lyytikäinen har forskat i den finska litteraturens moderna utvecklingslinjer och satt dem i  samband med internationella strömningar, genretraditioner och filosofiska trender. Växelverkan och sambanden mellan skrivna texter, genremodeller och periodens repertoar spelar en central roll i forskningen. Som forskningsobjekt har Lyytikäinen haft centrala nyckeltexter och klassikerförfattare från tiden för modernismens genombrott i Finland. Till en början profilerade sig Lyytikäinen som en forskare med fokus på Volter Kilpi, symbolism och dekadens. Sedermera har hon förnyat forskningstraditionen kring Sju bröder (Aleksis Kivi) och författat den första monografin om Leena Krohns författarskap. 

Under de senaste åren har Lyytikäinen fört den inhemska litteraturforskningen mot en riktning där fiktiva världar och litteraturens emotionella påverkan är föremål för intresse. Utgångspunkten var Finlands Akademis projekt Styles of Mimesis (2008–2010), där både forskare inom inhemsk litteratur, allmän litteraturvetenskap och engelsk litteratur medverkade. Därefter har en forskargrupp med språkets affektivitet och litteraturens känslodimensioner som forskningsobjekt grundats vid Helsingfors universitet.  Gruppen består av humanister och främjar tvärvetenskapligt samarbete inom känsloforskning. Dessutom har ett samarbete inletts med litteraturforskare vid universiteten i Tammerfors och Jyväskylä. Det nya forskningsprojektet Literature and Emotions söker ännu finansiering.

Då professor Lyytikäinen 2007–2013 ledde Det riksomfattande doktorsprogrammet i litteraturvetenskap utvecklade hon särskilt programmets internationella samarbetsnätverk.

– Att jag undervisat och handlett 2008–2013 inom PhDnet in Literary and Cultural Studies, ett universitetsnätverk för doktorsprogram som omfattar fem länder, och också suttit i ledningsgruppen för den internationella sommarskolan Hermes, har fört med sig forskningssamarbete inom genre- och känsloforskning.

Under Pirjo Lyytikäinens tid ordnade doktorsprogrammet årligen internationella konferenser i Helsingfors. På dessa konferenser träffades många ledande litteraturforskare och doktorander och evenemangen ledde till att vetenskapliga antologier publicerades. Den senaste publikationen heter Spaces and Places och en ny publikation med titeln Values in Literature är under arbete

På professor Lyytikäinens initiativ grundades det år 2010 ett internationellt nätverk för forskare av dekadensen. Nätverket har lett till samarbete mellan forskarna i form av konferenser och antologipublikationer. Också Lyytikäinens färskaste internationella artikel ”Decadent Tropologies of Sickness” behandlar detta internationellt sett aktuella forskningsområde. 

Lyytikäinens monografi Mielen meri, elämän pidot (1992) är banbrytande forskning om Volter Kilpis roman Alastalon salissa, och håller på att bidra till att Kilpi får den klassikerstatus som tillkommer honom. Studien Narkissos ja sfinksi (1997) pekar på hur de centrala strömningarna inom finsk litteratur under 1800-talets slut och 1900-talets begynnelse var kopplade till den tidens internationella trender. Verket har också i stor utsträckning använts som lärobok. I sin forskning Vimman villityt pojat (2004) ser Lyytikäinen Aleksis Kivis Sju bröder som en upprorisk text inspirerad av romantiken.

– I min senaste monografi Leena Krohn ja allegorian kaupungit (2013) fördjupar jag mig i fantasivärldar skapade av en av den moderna finska litteraturens mest framstående författare. Monografin beskriver och definierar hur den moderna allegorin byggs upp i Krohns författarskap, berättar Lyytikäinen.

Lyytikäinens engelskspråkiga produktion innefattar huvudsakligen artiklar som baserar sig på hennes forskning i finsk litteratur, men också mer teoribetonade artiklar och redigerade verk med fokus på olika teman ingår.