路易斯是二十世紀最重要的哲學家之一。他對語言哲學、數學哲學、科學哲學、決策理論、知識論、後設倫理學以及美學都有重要的貢獻。

在心靈哲學的領域，路易斯發展並辯護一種新版本的物質論（物理主義）。他起初指示在他的心靈理論中，心靈等同理論與功能論的理論動機彼此調和。他稱這個理論為一種等同理論，雖然說他的理論啟發了現在被認為是分析功能論的立場。他細緻地發展了有關心理內容的說法（建立在戴為森 (Davidson) 的詮釋理論上），以及與他的物質論相一致的現象知識主張（建立在尼米羅 (Nemirow) 的能力假說上）。這樣的作法讓路易斯成了心靈哲學當代論戰中的核心人物之一。

然而他最大的貢獻是在形上學。他形上學的其中一個分支是受到休謨所啟發的法則化約論。他發展出一個他稱之為「休謨式隨附性」(Humean supervenience) 的立場，這個理論主張說，除了局部自然性質的時空分佈之外，實在別無他物。他詳盡地顯示出，法則、機率、反事實依賴性、因果性、傾向與顏色，都可以用這個休謨式的理論加以處理。

他的另一個形上學分支是模態實在論。路易斯主張，模態性的最佳理論斷定可能世界是具體存在的。一個命題是可能的，若且唯若這個命題對這些可能世界之一為真。他在最重要的書《論世界的多樣性》(On the Plurality of Worlds) 中辯護這個觀點。根據這個主張，路易斯發展出一個如何思考個體之模態性質的說法，也就是對應項理論 (counterpart theory)，並且顯示出這個理論如何解決許多長期以來在模態性質方面的難題。