La sua opera principale fu la Storia delle Signorie italiane dal 1313 al 1530, pubblicata in uno dei volumi della Storia d'Italia edita dall'editore Vallardi nel 1881, il cui successo gli consentì di vincere il concorso per la cattedra di Storia moderna all'università di Torino che era stata di Ercole Ricotti.
I suoi interessi si indirizzarono quindi verso la storia monastica: importanti, a tal proposito, sono la monografia sull'abbazia della Novalesa, e lo studio della civiltà germanica nei suoi rapporti con l'Italia.
Per la storia d'Italia e dei suoi conquistatori nel Medioevo più antico Bologna, 1895
Monumenta Novaliciensia vetustiora. Raccolta degli atti e delle cronache riguardanti l'Abbazia di Novalesa, 2 volumi. Roma, Forzani e C. tipografi del Senato, 1898-1901.
Codice diplomatico del monastero di S. Colombano di Bobbio fino all'anno 1208. A cura di Carlo Cipolla e di Giulio Buzzi. Torino, Bottega d'Erasmo, senza data.
Cartario di Pinerolo fino all'anno 1300. Il gruppo dei diplomi adelaidini a favore dell'abbazia di Pinerolo. A cura di Ferdinando Gabotto e Carlo Cipolla. Pinerolo, Tipografia Chiantore-Mascarelli, 1899 (Biblioteca della Società Storica Subalpina, 2).
Della supposta fusione degli Italiani coi Germani nei primi secoli del medioevo. Roma, 1901 (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei. Classe di scienze morali, storiche e filologiche, 9).
La supposta fusione dei Longobardi colla popolazione italiana secondo Giovanni Villani e Gabrio de Zamorei. "Atti della Regia Accademia delle scienze di Torino", volume 45 (1910).
Bibliografia
G. Biadego, Bibliografia di Carlo Cipolla, "Nuovo Archivio Veneto", XXXIV (1917), p.104-163 e ulteriori aggiunte in P. Simoni.
Appendice alla bibliografia di Carlo Cipolla, "Cimbri-Tzimbar", 5, n. 11 (gen-giu.1994), pp. 199-206.
Raoul Manselli, «CIPOLLA, Carlo», in Dizionario Biografico degli Italiani, Volume 25, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1981, pp 713-716.
Gian Maria Varanini (a cura di), Carlo Cipolla e la storiografia italiana fra Otto e Novecento: atti del convegno di studio, Verona 23-24 novembre 1991, Verona, Accademia di Agricoltura Scienze e Lettere, 1994.
