Важнейшим научным результатом Бонди была разгадка «тайны» десятой главы «Евгения Онегина». Его доклад стал «наиболее ценным и верным предположением» к зашифрованным строфам пушкинского романа: фактически была решена загадка, которую не удавалось решить самым известным пушкинистам.

В блистательной статье «Моцарт и Сальери» анализ одной из жемчужин пушкинской поэзии под пером талантливого исследователя превращается, по словам Натальи Бонди, в явление искусства: «Развертывая поэтически напряженную, сжатую мысль поэта, раскрывая ее почти бесконечную мудрость, он сохраняет цельной, ненарушенной ее художественную форму».

Бонди считается одним из создателей метода текстологического анализа, описанного им в статье «О чтении рукописей Пушкина». Почти сто лет после смерти поэта его черновые рукописи оставались нерасшифрованными, несмотря на все попытки приступавших к ним текстологов. Работая с ними, Сергей Михайлович предложил совершенно новую методику их прочтения: «Необходимо понимание черновика не как статического документа, показывающего результат работы, но как процесса, и не только понимание этого, но и построение всего метода работы на этом принципе, развертывание рукописи во времени». Эта методика легла в основу расшифровки черновых вариантов пушкинских текстов, которые затем были включены в академическое полное собрание сочинений поэта. Самому Сергею Михайловичу на основании своего метода удалось прочитать и сделать общекультурным достоянием множество шедевров пушкинской лирики, таких как «Все тихо — на Кавказ идет ночная мгла...», «Я возмужал среди печальных бурь...», «Вот муза, резвая болтунья...» и др.

Одной из самых значительных работ в научном наследии ученого является монография «Рождение реализма в творчестве Пушкина».

В статье «Памятник» Бонди делает разбор стихотворения «Я памятник себе воздвиг нерукотворный...». В сопоставительном анализе ученый строка за строкой прослеживает, где Пушкин идет вслед за своим предшественником Гавриилом Державиным и его стихотворением «Я памятник себе воздвиг…», внося изменения уточняющего и стилистического характера, а где решительно от него отходит, обращаясь к совершенно новой теме.