Zmarł 31 stycznia 1971 w Leningradzie i został pochowany na cmentarzu w Komarowie.

Wczesne badania Żyrmunskiego koncentrowały się na niemieckim romantyzmie, współczesnej mu poezji rosyjskiej, poetyce i teorii wiersza. W latach 1918–1924 pozostawał w bliskim kontakcie naukowym z rosyjskimi formalistami, szczególnie z Borisem Eichenbaumem, lecz stopniowo oddalał się od ich programu, przywiązując większą wagę do treści utworu oraz uwarunkowań historycznych literatury. Rozprawa Байрон и Пушкин z 1924 r. wyznaczyła zwrot w jego badaniach ku literaturoznawstwu porównawczemu. W jego pracach nad teorią literatury widoczna była zarówno recepcja niemieckiej humanistyki, jak i wpływ tradycji poetyki historycznej Aleksandra Wiesiołowskiego. Istotną część jego dorobku stanowiły badania językoznawcze. W latach 1926–1931 prowadził ekspedycje dialektologiczne i folklorystyczne do osad niemieckich na Ukrainie, Krymie, Zakaukaziu i w obwodzie leningradzkim. Analizował zmiany zachodzące w gwarach niemieckich pozostających w długotrwałym kontakcie z innymi językami oraz związki między dialektem a historią języka. Za monografię Немецкая диалектология otrzymał w 1956 r. nagrodę Prezydium Akademii Nauk ZSRR. Drugim ważnym obszarem jego badań był folklor, zwłaszcza epos bohaterski. Zajmował się m.in.