Языковед, академик АН СССР (1939), специалист в области истории русского языка, диалектологии и лексикографии. Выдвинул оригинальную теорию русской народной основы древне-русской литературы языка. Автор ряда работ по морфологии имени и глагола русского языка, по культуре русской речи. В 1912-1937 г. редактор академического словаря русского языка. Основатель и первый директор (1944-1950) института русского языка АН СССР. С 1950 г. член редколлегии 17-томного академического словаря современного русского литературного языка; был одним из разработчиков древнерусского словаря ("Словарь русского языка XI–XVIII вв.). В 1947 г. удостоен Сталинской премии, а в 1970 г. (посмертно) Ленинской премии. Имеет государственные награды.
Скончался С.П. Обнорский 13 ноября 1962 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (8 уч. 17 ряд).