Значителен вклад А.А. Формозова в разработку концептуальных проблем первобытной истории человечества, начальных этапов развития культуры. Благодаря в том числе и его трудам была преодолена долгое время господствовавшая в советской археологии надуманная «теория» Н.Я. Марра и его последователей о стадиальности древних обществ, отрицавшая их культурно-историческую специфику. Как отмечено в действующем университетском учебнике В.П. Алексеева и А.И. Першица «История первобытного общества» (М., 2000), А.А. Формозов «аргументировал гипотезу, в соответствии с которой чёткие локальные различия появились лишь в эпоху верхнего палеолита, и разработал локальную типологию для территории Европейской части СССР». Это было сделано им в монографиях «Этнокультурные области на территории Европейской части СССР в каменном веке» (1959), «Проблемы этнокультурной истории каменного века Европейской части СССР» (1977).
Десять лет спустя после весьма успешного начала своих полевых работ, А.А. Формозов прекратил стационарные раскопки (о причинах такого решения говорится в заключающем настоящую книгу очерке «Вокруг пещеры Староселье»). Его увлекла новая тематика – памятники первобытного искусства на территории нашей страны. В 1963–1968 гг. он объехал весь ареал древних наскальных рисунков на территории СССР, лично изучив петроглифы в их наиболее важных концентрациях. На основе собранного полевого материала и полного изучения литературы вопроса создал оригинальную концепцию развития искусства в каменном веке. Результаты этих исследований выражены им в книгах: «Памятники первобытного искусства на территории СССР» (2 издания: 1966, 1980), «Очерки по первобытному искусству» (1969), «Наскальные изображения и их изучение» (1987).
В 2002 г. в серии «Научно-популярная литература» издательства «Наука» увидела свет его книга «Древнейшие этапы истории Европейской России»[177]. В ней впервые не только в общедоступной, но и в научной литературе даны систематические очерки заселения Восточной Европы первобытными людьми и о дальнейшем развитии их культуры вплоть до I тыс. н. э. – начала железного века, о котором сохранились первые известия в письменных источниках. Рассмотрены история экономики, быта, искусства древнейших социумов нашей Родины, формирование существующих до сего дня языковых и антропологических групп. Проанализировано влияние материальной и духовной культуры тех далеких эпох на дальнейший ход исторического развития России.
С конца 1960-х гг., вовсе оставив полевые изыскания, наш автор сосредоточился на проблемах историографии отечественной науки и культуры. Отдельные события и лица в развитии русской археологии рассмотрены им на широком историко-культурном фоне в связи с политикой, идеологией, менталитетом отдельных эпох. Об этом его книги «Очерки по истории русской археологии» (1961), «Пушкин и древности. Наблюдения археолога» (1979; 2000), «Начало изучения каменного века в России. Первые книги» (1983), «Историк Москвы И.Е. Забелин» (1984), «Страницы истории русской археологии» (1986), «Следопыты земли московской» (1988), «Русское общество и охрана памятников культуры» (2-е изд. 1990), «Русские археологи до и после революции» (1995), «Классики русской литературы и историческая наука» (1995), «Русские археологи в период тоталитаризма. Историографические очерки» (2004); серии статей в центральных журналах «Вопросы истории», «Природа», «Советская / Российская археология», «Знание – сила» и др.; материалах ряда научных конференций.