Hai anh em nhà Grimm bắt đầu sưu tầm các truyện kể dân gian từ khoảng năm 1807 khi nhu cầu tìm hiểu truyện dân gian ở Đức bắt đầu phát triển. Với 86 truyện sưu tầm và hiệu đính kỹ lưỡng, năm 1812, Jacob Grimm và Wilhelm Grimm đã cho xuất bản tập đầu tiên của bộ truyện mang tựa đề Truyện cổ tích cho trẻ em và truyện kể trong nhà.
Tranh vẽ anh em Grimm năm 1855 của Elisabeth Jerichau-Baumann, Wilhelm (trái) và Jacob.
Bốn năm sau, họ cho xuất bản tập thứ hai với 70 truyện cổ tích, nâng số truyện trong bộ sưu tập lên con số 156. Từ năm 1819 đến năm 1822, bộ truyện được tái bản lần thứ hai với số truyện được họ sưu tầm, biên soạn lên 170 truyện. Từ đó cho đến khi Jacob Grimm mất (năm 1863), số truyện mà họ sưu tầm, biên soạn đã lên tới con số 211 truyện.
Bộ sưu tập truyện cổ tích của anh em nhà Grimm cũng nhận không ít chỉ trích bởi nhiều nội dung không thích hợp với trẻ em. Họ đã cầu thị, tôn trọng độc giả khi đã nhiều lần chỉnh sửa theo hướng bớt đi những tình tiết mang yếu tố bạo lực, tục tĩu trong những lần tái bản sau đó.
Mặc dù rất thành công trong việc sưu tầm truyện dân gian nhưng công việc chính của hai anh em nhà Grimm là nghiên cứu ngôn ngữ học, đặc biệt là xác định những tính chất của ngôn ngữ và văn hóa của nước Đức mới được hình thành.
Hai người đã soạn bộ từ điển tiếng Đức Deutsches Wörterbuch, tác phẩm lớn đầu tiên trong việc chuẩn hóa tiếng Đức kể từ khi Martin Luther dịch Kinh Thánh ra tiếng Đức. Đây là một bộ sách rất đồ sộ với 33 tập, nặng tới 84 kg và cho đến nay vẫn được coi là một tác phẩm tham khảo quan trọng của từ nguyên học Đức.
Họ còn nổi tiếng với việc phát triển Luật Grimm trong ngành ngôn ngữ học.