Andreas Holmsen var specialiserad på norsk äldre historia, agrar- och lokalhistoria. Han framstår främst som empiriker med en fin känsla för kombinationen historia–geografi och för den konkreta detaljen, samtidigt som han hade en materialistisk helhetssyn i arv från sin lärare Edvard Bull d.ä. Till Holmsens främsta verk hör hans Norges historie