Dünnhaupts Forschungsschwerpunkte sind die deutsche Renaissance- und Barockliteratur sowie die Bibliographie und die Buch- und Kulturgeschichte der Frühen Neuzeit. Die Fruchtbringende Gesellschaft (1617–1680) und die Geschichte seiner anhaltischen Heimat gehören gleichfalls zu den in zahlreichen Artikeln behandelten Themen. Er war als Herausgeber der „Rarissima litterarum“ und Rezensionsschriftleiter der „Michigan Germanic Studies“ maßgeblich. Im September 1983 organisierte er die „Martin Luther Quincentennial Conference“.
Bibliographisches Handbuch der Barockliteratur: Hundert Personalbibliographien deutscher Autoren des 17. Jahrhunderts. 3 Bde. Hiersemann, Stuttgart 1980–1981, ISBN 3-7772-8029-1
Diederich von dem Werder. Versuch einer Neuwertung seiner Hauptwerke. Herbert Lang, Bern 1973, ISBN 3-261-01084-3
Die Fürstliche Druckerei zu Köthen. (AGB XX.4). Buchhändler-Vereinigung, Frankfurt am Main 1979, ISBN 3-7657-0934-4
Personalbibliographien zu den Drucken des Barock. 6 Bde. Anton Hiersemann, Stuttgart 1990–1993, ISBN 3-7772-9013-0
Andreas Gryphius: Absurda Comica oder Herr Peter Squenz. Schimpfspiel. Kritische Ausgabe. Reclam, Stuttgart 1983 u.ö. ISBN 3-15-007982-9
Giovanni Francesco Loredano (Verf.), Diederich von dem Werder (Übers.): Dianea oder Rähtselgedicht. Nachdruck der Ausgabe 1644. Peter Lang, Bern 1984, ISBN 3-261-01833-X
Martin Luther Quincentennial. Wayne State Univ. Press, Detroit 1985, ISBN 0-8143-1774-X
„Perseus Sperantes“ (Ps.): Der Königliche Einspruch (dt. Fassung des anon. höfischen Romans 'Jehan de Paris', ca. 1494). Hiersemann, Stuttgart 1995, ISBN 3-7772-9514-0
Adalbert Elschenbroich: Modell eines Handbuchs. Gerhard Dünnhaupts monumentale Bibliographie. In: Die Zeit. Jahrgang 37, Nr. 49 (1982), Lit. S. 5.
Gerhard Dünnhaupt: Ein Barockbibliograph plaudert aus der Schule, in: Philobiblon 37 (1993), S. 337–349.
Europäische Literatur der Spätrenaissance und der Barockzeit, meist aus der Sammlung Prof. Gerhard Dünnhaupt. Bassenge, Berlin 1996 (380 Seiten).
Karl F. Otto Jr.: Dünnhaupt's Handbuch der Barockliteratur, in: Monatshefte 76 (1984), S. 332–340.
Mara R. Wade (Hrsg.): Collections and Books, Images and Texts: Early Modern German Cultures of the Book. Brill, Leiden 2023 (Chloe 49), ISBN 978-90-04-68224-5.
