Visky Károly tanítványaként az ő művelődéstörténeti törekvésit követve, a magyar viselet és hímzés szakszerű feldolgozását fejlesztette tovább. Újszerű szemlélete azon alapult, hogy az egyes tárgyak elemzésében az egész etnikai jelenségcsoport összefüggéseinek felderítését is elvégezte. Kutatásai túlmutatnak Magyarország területén, a felvidéki, délvidéki, kárpátaljai kutatások mellett az erdélyi hímzések és öltésformák kapcsolatait is rendszerezte.

Erdélyi, főként kalotaszegi gyűjtései Erdély magyar népművészete (1940) és A szolnok-dobokai Szék magyar hímzései (1944) önálló munkáiban jelentek meg. A mezőségi Szék hímzésgyakorlatának és hímzőegyéniségeinek monografikus földolgozása máig példaadó munka módszertanilag is, akárcsak A magyar népművészet kutatása és A magyar népviselet kutatása című, 1948-ban megjelent munkái. Az erdélyi hímzések egyes vonásainak jelentős mennyiségű adatát hasonlította össze az oszmán-török hímzésekkel, amelynek eredményeit az Oszmán-török elemek a magyar hímzésben (1940) közleményében összegezte. A Szabó T. Attilával közösen végzett elemzése az erdélyi vászonhímzésekre vonatkozóan a tárgyak adatolása mellett a lokális stílusok elkülönítését is eredményezte. Közös munkájuk az Adatok a mezőségi magyar hímzés ismeretéhez (1948) címen jelent meg.

Palotay Gertrúd történeti jellegű kutatásai mellett (a keleti és nyugati hatások a népi illetve úri viselet hagyományos szabásformáira) a csíki székely harisnyán alkalmazott szabásmintákról, a kalotaszegi kézimunka-műszókincsről, a kalotaszeg román viseletében kimutatható magyar hatásokról, az erdélyi úri hímzésről jelentetett meg tanulmányokat. Kutatásának eredményeit magyarországi, erdélyi és külföldi folyóiratokban közölte, így az erdélyi magyar viselet- és textilkultúrát az európai köztudatba is beemelte. Erdélyben végzett kutatásai lényeges módszertani és elméleti adalékul szolgálnak a néprajztudomány területén.

1951. március 15-én hunyt el Budapesten.