События революции привели Тарле к мысли об изучении исторической роли рабочего класса. В 1909 он выпустил первый, а в 1911 - второй том исследования Рабочий класс во Франции в эпоху революции. В том же году Тарле защитил докторскую диссертацию. Постепенно научные интересы ученого все более сосредоточивались на изучении международных экономических и политических отношений. 

На основе изучения документов из архивов Парижа, Лондона, Берлина, Гааги, Милана, Лиона, Гамбурга Тарле подготовил первое в мировой науке исследование экономической истории Европы периода наполеоновских войн Континентальная блокада (т. 1, 1913; 2-й том под названием Экономическая жизнь королевства Италии в царствование Наполеона I вышел в 1916). Тарле приветствовал падение самодержавия, стал членом Чрезвычайной следственной комиссии Временного правительства по расследованию преступлений царского режима. Октябрьскую революцию ученый встретил враждебно, но отказался эмигрировать и занять место профессора Сорбонны, продолжал работать в отечественных научно-педагогических учреждениях. 

Тарле косвенно осудил "красный террор", издав в 1918-1919 два тома документов о якобинском терроре под названием "Революционный трибунал в эпоху Великой Французской революции. Воспоминания современников и документы". Другую книгу, Запад и Россия (1918), посвятил "мученической памяти" министров Временного правительства А. И. Шингарева и Ф. Ф. Кокошкина, убитых революционными матросами в больнице.  

В конце 1920-х годов, в условиях жестоких гонений на инакомыслящую профессуру, Тарле был подвергнут травле. Его труд Европа в эпоху империализма (1927) историки-марксисты объявили "классово чуждым" .А автора признали "защитником французских и английских империалистов". 

28 января 1930 Тарле был арестован и более полутора лет провел в заключении в качестве обвиняемого по двум сфальсифицированным ОГПУ политическим процессам - "Промпартии" и "Всенародного союза борьбы за возрождение свободной России" (так называемое Академическое дело). В обоих случаях фигурировал как заговорщик и предполагавшийся министр иностранных дел. Был приговорен к пяти годам ссылки в Алма-Ату. Там, благодаря поддержке своего бывшего студента и местного партийного вождя Ф. И. Голощекина, занял место профессора в Казахстанском университете.  

В октябре 1932 по указанию И.В.Сталина, который, вероятно, рассчитывал использовать Тарле в качестве придворного историка, ученый был досрочно освобожден из ссылки. Ему предоставили квартиры в Ленинграде на Дворцовой набережной (часть бывших апартаментов С.Ю.Витте) и Москве (в знаменитом правительственном "Доме на набережной"). 

В 1936 увидела свет самая известная и популярная книга Тарле - "Наполеон". Сталин благосклонно воспринял книгу: после ее выхода с автора была снята судимость, он был восстановлен в звании действительного члена Академии наук СССР, отнятом у него в 1931. Накануне Великой Отечественной войны Тарле выпустил книгу о непобедимости русского народа в борьбе с агрессорами - "Нашествие Наполеона на Россию" (1938), биографию Талейран (1939), исследование о народных восстаниях в Париже весной 1795 Жерминаль и прериаль (1937). 

В годы войны появились два тома фундаментального труда "Крымская война" о событиях 1853-1856 и героической обороне Севастополя. Тарле был видным общественным деятелем. Он входил в 1942-1945 в состав чрезвычайной комиссии по установлению и расследованию злодеяний немецких захватчиков, был участником Всемирного конгресса деятелей культуры в защиту мира, член Советского комитета защиты мира. Научные труда Тарле были отмечены тремя Государственными премиями СССР.  

В последний период жизни большое внимание ученый уделял истории русского флота, опубликовал три монографии об экспедициях русских военных моряков: "Чесменский бой" и "Первая русская экспедиция в Архипелаг" 1769-19774 гг. (1945), "Адмирал Ушаков на Средиземном море" (1798-1800) (1945-1946), "Экспедиция адмирала Д.Н.Сенявина в Средиземное море" (1805-1807 гг.) (1954). 

Автор привел не только много новых фактов о деятельности российских флотоводцев, но и приукрасил внешнюю политику России, что соответствовало тогдашним политическим установкам, направленным на борьбу с Западом. Над другой трилогией Тарле начал работать не по своей воле, а "по инициативе высшего руководства ВКП(б)" (т.е. по указанию Сталина), как написал об этом сам академик в отчете о своих научных трудах за 1949. Темой трилогии должна была стать борьба России с агрессорами в 18-20 вв. Понятно, что центральное место в трилогии заказчик отводил книге о нашествии Гитлера и восхвалению своей личной роли в разгроме врага.