Gierlińskim, opublikował Structural Analysis, Design, and Control by the Virtual Distortion Method, wprowadzając metodę VDM i jej zastosowania w analizie konstrukcji.
Wspólnie z José Rodellar redagował Smart Structures, analizując postępy w monitorowaniu inteligentnych konstrukcji. W 2004 roku, z Carlosem Motą Soaresem, opublikował Advances in Smart Technologies in Structural Engineering, gromadząc wykłady z konferencji SMART'03. Tracy Kijewski-Correa w recenzji podkreśliła, że książka „prezentuje unikalne rozwiązania problemów społecznych”. W książce Smart Technologies for Safety Engineering (2008) przedstawił interdyscyplinarne zastosowania technologii inteligentnych.
Badania Holnicki-Szulc skupił się na adaptacyjnej absorpcji uderzeń, metodzie wirtualnych dystorsji oraz innowacyjnych projektach, takich jak lądowniki bezsilnikowe. Promował 18 doktorantów.
W latach 80. opracował metodę VDM, inspirowaną teorią dystorsji sprężystych, umożliwiającą szybką reanalizę konstrukcji. Zastosowania VDM obejmowały modelowanie postępującego zawalania konstrukcji oraz identyfikację uszkodzeń w monitorowaniu stanu konstrukcji.