Dedicó casi la totalidad de su actividad investigadora y docente al estudio del derecho procesal.

Obtuvo el Premio Redenti en su primera edición, en 1975, por su labor en la promoción del derecho procesal.

Mantuvo estrecho contacto con el profesor Luis Jiménez de Asúa, el cual fue su guía en la tesis para obtener el grado de doctor por la misma universidad en 1928, con una tesis titulada El desistimiento espontáneo y el arrepentimiento activo.

Llegó a ser reconocido como una de las personalidades claves en el desarrollo del derecho procesal hispanoamericano.

Las producción doctrinal de Niceto Alcalá-Zamora Castillo es notable e incluye las siguientes obras: