Посещал лекции по истории в Берлинском университете до высылки из Пруссии в начале 1907 года, а затем занимался средневековой историей в Йенском университете. После возвращения в Россию осенью 1908 года восстановился на историко-филологическом факультете Петербургского университета, куда был зачислен по прошению ещё до ареста и высылки в Германию. В Петербургском университете сосредоточил свои занятия в семинаре известного медиевиста И. М. Гревса. Летом 1910 года вынужден был покинуть университет без сдачи экзаменов из-за угрозы ареста. В 1911 году по чужому паспорту выехал в Италию, где посетил Рим, Ассизи, Перуджу, Венецию, занимался в библиотеках Флоренции. Вернувшись в Россию, Г. П. Федотов в апреле 1912 года явился с повинной в жандармское управление и получил разрешение на сдачу экзаменов в Петербургском университете. После отбытия сокращенного срока ссылки в Карлсбаде близ Риги был оставлен при кафедре всеобщей истории Петербургского университета для подготовки магистерской диссертации. В 1916 году стал приват-доцентом университета и сотрудником Публичной библиотеки.

В 1918 году Федотов вместе с А. А. Мейером организовал религиозно-философский кружок «Воскресение» и публиковался в журнале этого кружка «Свободные голоса». В 1920 – 1922 гг. преподавал историю Средних веков в Саратовском университете. В 1922 – 1925 гг. – научный сотрудник I разряда факультета общественных наук Петроградского (Ленинградского) университета. Федотов опубликовал ряд исследований, посвящённых европейскому Средневековью: «„Письма“ Бл. Августина» (1911 г.), «Боги подземелья» (1923 г.), «Абеляр» (1924 г.), «Феодальный быт в хронике Ламберта Ардского» (1925). Работа Федотова о Данте была запрещена советской цензурой.

В 1925 г. Федотов получил разрешение поехать в Германию для изучения Средних веков. На Родину он не вернулся. Он переехал во Францию, где с 1926 г. по 1940 г. был профессором Свято-Сергиевского православного богословского института в Париже. Был близок к Н. А. Бердяеву и Е. Ю. Скобцовой (матери Марии). В центре историко-культурных исследований Федотова в эмиграции оказывается преимущественно духовная культура средневековой Руси, он публикует работы «Св. Филипп Митрополит Московский» (1928 г.), «Святые Древней Руси» (1931), «Стихи духовные» (1935 г.).

В 1931 – 1939 годах Федотов редактировал журнал «Новый град», в публикациях которого была предпринята попытка синтеза нового духовного идеала, объединяющего лучшие стороны социализма, либерализма и христианства. В 1939 году профессора богословского института предъявили Федотову ультиматум: или уйти из института или перестать писать статьи на политические темы в газете «Новая Россия» и других печатных органах леволиберального направления. В защиту Федотова выступил Бердяев.

Вскоре после немецкой оккупации Франции в 1940 г. Федотов уехал в США, где с 1941 по 1943 гг. жил в Нью-Хейвене, являясь приглашённым исследователем Богословской семинарии Йельского университета. С 1944 г. он был профессором Свято-Владимирской православной семинарии в штате Нью-Йорк. В США Федотов по-прежнему много сил отдавал публицистике. Его статьи по злободневным историко-политическим вопросам печатались в «Новом журнале». Среди них можно выделить большие статьи «Рождение свободы» (1944 г.), «Россия и свобода» (1945 г.), «Судьба империй» (1947 г.).

Несмотря на прогрессирующую болезнь сердца, ставил себе и более серьезные задачи: составлял антологию «A Treasury of Russian Spirituality», корпел над «The Russian Religious Mind» («Русская религиозная мысль») – главным трудом своей жизни по истории русской духовной культуры XXX вв. (В 1946 году при поддержке Гуманитарного фонда, созданного Б. А. Бахметьевым, Федотов успел опубликовать в издательстве Гарвардского университета лишь первый том по Киевской Руси «Киевское христианство: с десятого по тринадцатый век» и оставил в рукописи незавершенный второй «Средние века: с тринадцатого по пятнадцатый век, изданный посмертно в 1966 году под ред. протоиерея Иоанна Мейендорфа). По замыслу второй том должен был стать расширенной версией книги «Святые древней Руси» (некоторые главы в русском и английском вариантах совпадают)