Еще, будучи студентом, Ивановский интересовался болезнями растений и изучал на Украине и в Молдавии распространение рябухи, уничтожавшей урожаи табака. Позднее его особенно заинтересовала мозаичная болезнь этого растения, ранее смешиваемая с рябухой. Он высказал гипотезу о бактериальном происхождении мозаичной болезни табака. Он считал, что фильтрат содержит либо мельчайшие бактерии, либо токсин, выделенный ими и способный вызвать заболевание. Особые организмы, вызывавшие болезнь, - вирусы мозаичной болезни табака - удалось увидеть впервые только в 1939 г. в электронный микроскоп. Однако именно 1892 год считается годом открытия этих новых организмов - вирусов. Ивановский положил начало вирусологии, выросшей в настоящее время в самостоятельную область науки. Открытие вирусов сыграло огромную роль в развитии ряда научных дисциплин: биологии, медицины, ветеринарии и фитопатологии. Оно позволило расшифровать этиологию таких заболеваний, как бешенство, оспа, энцефалиты и мн. др. Ивановский занимался также изучением процесса спиртового брожения и влияния на него кислорода, хлорофилла и др. пигментов зеленых листьев, участвующих в процессе фотосинтеза. Известны также его работы и по общей сельскохозяйственной микробиологии. Ивановский был дарвинистом, подчеркивал зависимость организмов от условий окружающей среды и доказывал эволюционное значение этого факта.
В дальнейшем Ивановским было проведено научное исследование воздушного питания растений, он сосредоточия свое внимание на изучении состояния хлорофилла растений, значении каротина и ксантофилла для растений, устойчивости хлорофилла к свету в живом листе и второго максимума ассимиляции. Эти исследования Ивановский проводил совместно с М.С. Цветом - создателем метода адсорбированного хроматограграфического анализа.
В 1915 году Варшавский университет был эвакуирован в Ростов-на-Дону. Эвакуация не позволила перевести лабораторию, которую Ивановский в течение многих лет создавал в Варшаве. В это трудное для страны время Ивановскому пришлось все заново организовывать. Работая в Донском университете, Ивановский участвовал в его общественной жизни, как председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы.
Наряду с работами Ивановского по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Он автор 180 публикаций, в том числе ряда работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений, 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза и Эфрона и двухтомный учебник по физиологии растений.
В знак признания выдающихся заслуг Д.И. Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР (ныне РАМН) в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Ивановского, которая присуждается один раз в три года за лучшую научную работу по вирусологии.
Соч.: Избранные произведения, М., 1953; О двух болезнях табака, СПб, 1892, 2 изд.— О двух болезнях табака. Мозаичная болезнь табака, М., 1949; Экспериментальный метод в вопросах эволюции. Речь для торжественного собрания имп. Варшавского ун-та 30 авг. 1908 г., "Варшавские университетские известия", 1908, № 3; Физиология растений, 2 изд., М., 1924 (стр. 1—40). Лит.: Вайндрах Г. М., Д. И. Ивановский. Биографический очерк, в кн.: Д. И. Ивановский, О двух болезнях табака., 2 изд., М., 1949 (стр. 5—76); Зильбер Л. А., Открытие ультравирусов и современная медицина, "Успехи современной биологии", 1951, т. 31, вып. 1; Рыжков В. Л., Изучение мозаичной болезни табака в СССР от Д. И. Ивановского до наших дней, "Микробиология", 1950, т. 19, № 6; Овчаров К. Е., Дмитрий Иосифович Ивановский. 1864—1920, М., 1952. Ивановский, Дмитрий Иосифович Род. 1864, ум. 1920. Микробиолог, физиолог растений, специалист в области фитопатологии и физиологии растений. Стоял у истоков вирусологии, первым выделил возбудителя (вирус) табачной мозаики (1892).