В 1872 году защитил магистерскую диссертацию: «Меря и Ростовское княжество». Этот труд, обнаруживающий детальную разработку вопроса и выдающуюся эрудицию автора, был встречен научной критикой весьма благосклонно, хотя в то же время она находила недоказанной одну из важнейших мыслей исследования — о самостоятельности ростовского вече, которую последнее проявило на самом деле лишь однажды — после смерти Андрея Боголюбского по вопросу о главенстве земли, издавна тянувшей к Ростову.
В 1880 году Корсаков защитил докторскую диссертацию: «Воцарение Анны Иоанновны» (Казань). С 1881 Корсаков был профессором истории Казанского университета, где под его редакцией выходили университетские «Записки».
Кроме того, Корсаков напечатал: «Ссылка князя В. Л. Долгорукого в село Знаменское» (М., 1881); «Об историческом значении поступательного движения великорусского племени на Восток» (Казань, 1889); «Из жизни русских деятелей XVIII века» (СПб., 1891) и ряд статей в «Историческом вестнике».
Редактировал вместе с профессором Л. З. Слонимским издание полного собрания сочинений К. Д. Кавелина, законченное в 1900 году.
В 1900—1905 годах Д. А. Корсаков являлся деканом историко-филологического факультета Казанского университета.