收藏之外，庞莱臣更以编辑《虚斋名画录》《虚斋名画续录》《历朝名画共赏集》《中华历代名画记》而闻名遐迩。其著录图文并茂，一改传统的纯文字表述，是中国书画著录书籍的进步。对于收藏心得，他在《虚斋名画录》自序中道：『搜罗渐及国初，由国初而前明，由明而宋，上至五代李唐循而进，未尝蜡等。每遇名迹，不惜重资购求，南北收藏，如吴门汪氏、顾氏……争出所蓄，闻风而至，云烟过眼，几无虚日。其间凡画法之精粗，设色之明暗，纸绢之新旧，题跋之真伪，时代各异，面目各不相同，靡不唯日孜孜潜心考索，稍有疑惑，宁慎毋滥，往往数百幅中不过二三幅，积储二十余年而所得仅仅若此。』庞莱臣的收藏眼光远胜于当时的鉴藏家，他真正做到了『嘉惠学林，资源共享』。
光绪二十五年（1899），35岁的庞莱臣开始在南浔东栅修建园林，名曰“宜园”。宜园既是庞莱臣的私家住宅，也是他收藏历代名画之所。园中建有“半画阁重楼”，楼中有室，名曰“虚斋”，此后庞莱臣即以此自号。抗日战争爆发后，庞莱臣担心藏品被战火所毁，决定带去上海，在上海成都北路世达里寓所重新设藏画之室，并且沿用南浔宜园中的旧名，仍称之为“虚斋”。凡是他收藏的书画，都会盖上“虚斋”钤印。
《虚斋名画录》
历代著名藏家多有为藏品进行编目著录的习惯，虚斋收藏有此成就，并非庞莱臣一人之功。为了对数千件收藏书画进行甄选、整理和归类，他前期聘请了陆恢、张砚孙、张唯庭等书画家，后期的藏画管理与整理工作，则主要交给张大壮、吴琴木、邱林南等人。在陆恢等人组成的“鉴藏团队”的帮助下，庞莱臣为虚斋藏画编印过5种图书，刊录其藏画精品九百余幅，令人叹为观止。
《虚斋名画录》出版于清代宣统元年（1909），著录有虚斋所藏历代名画538件，共16卷。它仿清代高士奇《江村销夏录》的体例形制编辑而成，在编撰体例上有严格的限制：“一、不是家藏，非经披沙拣金所目者，不录入册;二、书画合装珠联璧合，并出名家，而且又是前人所配合者，为了不失其原式，并录入册;三、世间显赫名迹，虽经前人编录，仍然首尾登载，使人知道此真迹尚在人世;四、画中跋诗文如与街坊本有异同的，仍然录原题，以存庐山真面目;五、文字损坏模糊不能辨认的，均以方框代之，不作臆改;六、书画的印章均用楷书依文录之，并下注朱文、白文，以便后人按图索骥，于此可考。”全书编撰体例严谨，以家藏为收录对象，编入了庞氏虚斋藏品的主要名迹，详细记录尺寸、来源、收藏时间，既有作者对藏画真赝的深入考辨，也有绘画内容、历史大致情况的简短评介记录和鉴赏体会等，保存了基本的绘画史料。
庞莱臣请著名学者郑孝胥为这本书题写了扉页及题记：“虚斋主人收藏甲于东南，仿《江村销夏录》之体，著《虚斋名画录》，其所录者，只以家藏为限，而积书至十有六卷，虽江村、荷屋以亲见入记者，犹未能与之抗。噫，亦诚足以豪矣。诸家以著书为务，故并未录他人所藏以矜博览。虚斋以收藏为主线，唯录秘玩所蓄以广流传。旦夕摩挲与云烟过眼者为真鉴，此岂可相提并论者哉。虚斋所阅既移，心得益深，然谦慎不另评鹭，则其书之质谨严尤为可贵。”
著名画家陆恢在《虚斋名画录》的结尾亦有题跋：“予客虚斋今几二十年，谈艺甚恰，有持名迹至，必邀与赏析。而是录登载，出入间亦兼糅刍言，故能习之其性情而津津道之。虚斋爱人画而自能画，画既精能抉古人之精，浸润涵濡久，遂具此正法眼藏。故书画之来，虽糅杂纷纭，真假歧出，一见能决其是非。迨能归箧笥，复时时重加比对，遇稍不惬意即挥而斥之，致入录者无遗憾焉。”阐述了庞莱臣对入录名画的严格把关，从中也可看出庞莱臣鉴赏书画的精审深入和严格，为治美术史者留下了详实的鉴赏、收藏记录。
庞莱臣在自序中道：“搜罗渐及国初，由国初而前明，由明而宋，上至五代李唐循而进，未尝蜡等。每遇名迹，不惜重资购求，南北收藏，如吴门汪氏顾氏、锡山秦氏、中州李氏、莱阳孙氏、川沙沈氏、利津李氏、归安吴氏、同里顾氏诸旧家，争出所蓄，闻风而至，云烟过眼，几无虚日。期间凡画法之精粗，设色之明暗，纸绢之新旧，题跋之真伪，时代代易，面目各不相同，靡不唯日孜孜潜心考索。稍有疑惑，宁慎毋滥。往往数百幅中不过二三幅，积储二十余年而所得仅仅若此。欧阳子曰：‘物常聚于所好，而常得于有力之强，余不敢有力自居。唯好之耽笃，积之既久，别凡历代有名大家，盖于是略备焉。’”
《虚斋名画录》所著录的历代藏画中，唐、宋、元三朝名迹约占1/3，多为历代收藏大家，如项元汴、赵孟、贾似道、徐渭仁、安岐、梁清标等豪门旧物，又有三希堂、《石渠宝笈》乃至宣和、政和时代的宫中之物。此书著录其收藏历代名迹，最著名者有：唐阎立本《锁谏图》、唐韩帧冻事硗肌贰⑽宕赵驸马《神骏图》（赵文敏书合璧）、五代董北苑《夏山图》、宋赵佶《雪江归棹图》、赵佶赐郓王楷《山水》、宋李龙眠《醉僧图》、宋米芾文《楚山秋霁图》、宋陈居中《羌胡出猎图》、宋赵大年《水村图》、宋赵千里《春龙出蛰图》、宋马钦山《列女图》（宋高宗书《女训》合璧）等，其中任何一件都堪称中国美术史上的绝品。
《虚斋名画续录》
书前有朱孝臧序，庞莱臣亦自序言：“迩年各直省故家名族因遭兵乱，避地来沪，往往出其所藏，或作题襟之助，或为易米之思。以余粗知画理，兼嗜收藏，就舍求售者踵相接。余遂择其真而且精者稍稍罗致，然披沙拣金，不过十之一二，因思古人所作，殆精竭思，原冀流传后世，历久勿佚。余自问生平无得意事，无胜人处，唯名迹之获，经余见虽属云烟过眼，而嗜痂成癖，所得在是，所胜似亦在是。彼苍苍者，殆不欲名迹湮没，特令余褒集之以广流传耶。”当时正值中国军阀割据，故庞莱臣在自序中称：“生不逢辰，适更国变，从此杜门谢客，日以古人名迹为伴侣，品藻山水，平章真赝，亦聊以消磨岁月，遣送余年而已。” 《虚斋名画录》与《虚斋名画续录》不仅详细记录了画作的质地、尺寸、款式、印记和作者题识，还将他人的题跋内容、印鉴甚至跋纸的尺寸、画中抄录的典籍都一一照录，可谓近代书画著录之最。为了实现“彼苍苍者，殆不欲名迹湮没，特令余裒集之，以广流传耶”的目的，庞莱臣在著录书画时非常严谨，对自己的藏品精审选择，用心考辨，“稍有疑窦，宁慎毋滥，往往于数百幅中选择不过二三幅”，还专门邀请陆恢、张唯庭、张砚孙等专业人士帮助其刻书校雠，故书中择取的作品无论数量还是质量都无人能匹。
《历朝名画共赏集》
《历朝名画共赏集》出版于宣统元年（1909），共3册，收录历朝名画36幅，由庞莱臣的外甥张弁群负责编辑，著名学者郑孝胥题写书名，上海的世界社和有正书局同时在国内外发行。此书不仅仅是文字的著录，还通过当时最先进的珂罗版影印，将著录的名画一一展现在世人面前。
印行《历朝名画共赏集》的主要目的是让西方人认识中国书画艺术，了解虚斋收藏，并配合张弁群、张静江兄弟开设在法国的通运公司开拓欧美古玩字画业务。此书当时印数不多，现存世者极少，故几乎不为人知。
《中华历代名画记》
民国四年（1915），庞莱臣为参加巴拿马博览会，又由上海商务有限公司专门印行了装帧精美、中英文对照的《中国历代名画记》。
《中华历代名画记》实为软精装一册，封面深蓝烫金，题名竖写“中华历代名画记”，下双行小字：吴兴庞氏珍藏 陆恢题签。其中收入古代画作共76件，包括手卷20件、画轴52件，及“名笔集胜册”4件。从画目看，藏品质量相当高，《虚斋名画录》著录的有唐周P《村姬擘阮图》、五代周行通《牧羊图》、宋何尊师《葵石戏猫图》、巨然《流水松风图》、陈居中《羌胡出猎图》、赵大年《水村图》、赵千里《春龙出蛰图》等40多件;《虚斋名画续录》著录仅有一《宋人名笔集胜》册页在列，而并无旧说的苏轼《凤尾竹图》。卷轴类总计包括唐五代作品7件、宋代27件、金元17件、明代14件以及清代7件。
庞莱臣在自序中云：“唐宋迄今，千有余载，代远年湮，真迹日少，赝鼎日多，若非于笔法、绢素、着色三者辨别精审，易以鱼目混珠。余搜求三十余年，自辛酉庚子丕变，内府秘本流落人间者，既获快睹购置，而南北鉴藏之家，间有二三名迹，余皆不惜重值，罗而致之。然必再三研究，务求确当，故历时虽久，而所得不多。及考之记载，则大半经前人有名收藏家刊入话录矣。近岁以来，泰西各国提倡画学不遗余力，尤注意中华古代美术。凡西友之过沪上者，问余庋藏之夥，时相约索观，颇承推许。其嗜古之笃，鉴别之精，余亦衷心悦服。兹适遇友人有赴美赛会之役，爰于鄙箧中检得唐五代宋元明清六朝著名巨迹数十种，顺便携往陈列，并另编画目一卷，其图画姓名事实暨尺寸长短与每种之下略记大概，以供遐方外域博雅好古之士一欣赏焉。”
庞莱臣印行《中华历代名画记》主要是为了推介虚斋藏画给西方人，但从《中华历代名画记》中著录画作的流向可知，此书更像一本销售图录。
《名笔集胜》
此外，庞氏亲属庞冰履（秉礼）、姚子芬、樊伯炎等人还于民国二十九年（1940）合编过珂罗版精印的《名笔集胜》5册，每册收入名迹16幅，共计80幅。
编印缘起中云：“六法流传，代有名作。所得稽考者，学者每以未能窥见古人真迹为憾，近自科学昌明，有摄影制版之术，始得传布名迹用为模楷。吴兴庞虚斋先生鉴别精审，藏庋宏富，名闻寰宇。凡所收藏，虽有《虚斋名画录》及《续录》凡二十卷刊本流传，而真迹未尝影印。编者有鉴于此，爰商恳先生慨然许可，出其珍秘，摄影制版，分期印行，复详其纸绢、尺度、作者传略、简短说明并译以英文，供海内外人士探讨。更不惜物力，力求印刷精良，俾学者得观摩之助，而鉴赏家亦得披览参考，为艺林增一巨著，庶不负先生嘉惠来学之盛意……”
从《虚斋名画录》《虚斋名画续录》到《历朝名画共赏集》《中华历代名画记》《名笔集胜》，从纯文字表述到图文并茂，其优点自然毋庸置疑，为近代书画著录之最，这种形式一直沿用至今。这几部书现已成为中国古代书画鉴定、考证及作品研究方面必不可少的工具书和古代书画鉴定的标尺。
庞莱臣隶书七言联 江苏省美术馆藏
《虚斋名画录》书函和内页
《历朝名画共赏集》封面、内页和插图
《名笔集胜》书影、扉页和内页
飞鸣宿食雁图轴
元 佚名 南京博物院藏
《虚斋名画续录》扉页和内页
锦石秋花图
纸本设色 140.5×58.6cm
（清）恽寿平 南京博物院藏
此轴是恽寿平50岁时所画，可以说是展示作者较高绘画水准的代表作。全图构思巧妙别致，给人以清逸秀爽、恬静润雅之感。
仿古山水图 纸本设色 55.5×34.5cm （明）董其昌 美国纳尔逊美术馆藏
虞山十景图
纸本设色 册 25.5×18cm （清）王鉴 苏州博物馆藏
《虞山十景图》画的是江南古老的文化名城―常熟虞山的十处名胜古迹。《虞山十景图》册共十页，其中设色六页，青绿二页，浅绛一页，水墨一页。每幅均有画家本人所书画题并铃印，最后一页《藤溪积雪》上题款：“右虞山十景为式臣年亲翁画，壬子春，王鉴。”下铃朱文“鉴”一印。
在王鉴所绘的虞山十景中， 有反映千古遗迹的《昭明书台》《维摩宝树》，有赞美田园风貌的《桃源春涧》《吾谷丹枫》《藤溪积雪》，有描绘当时繁华的宫、观、殿、阁的《西城楼阁》《云护龙祠》，有抒写自然风光胜景的《拂水层峦》《湖桥夜月》和《大海回澜》。 此两页从左至右分别为：《桃源春涧》《西城楼阁》《云护龙祠》《湖桥夜月》。《桃源春涧》是一幅幽美的桃源胜景图。桃源涧又名桃花涧，在虞山北麓，据传是元代儒生徐洪的隐居处。此地遍植桃花，每逢春雨，落英缤纷随流而下，桃花涧的名称由此而得。此处画家用重青绿设色点染春雨初霖的桃源风光，画中长松落落，青翠葱笼，溪径迂回，溪旁有桃花数株，一位儒服文人临流静坐。
在《西城楼阁》中，王鉴着重描绘了华丽的古代建筑，采取画尽意未尽的艺术手法，有繁有简，重点突出，安排了众多的建筑群。左上角最高处一段城墙蜿蜒而下，掩映在松树丛中。城墙内，从山腰到山顶有四处亭台楼阁，其中三处只有少许外露，藏而不现。中间一片草地，缓冲了群山环峙的窘迫。前殿拱形山门高大庄严，两旁长廊一式方形漏窗，庄重朴素。苍松杂树环列在殿宇周围，气象庄严宏伟。
答菊图
（清）王时敏 南京博物院藏
此作是王时敏为答谢友人吴含素所赠菊花而作。自题：“甲辰九月，含素以佳菊见赠，写此奉答，王时敏”。
画面中山峦重重叠叠，草木繁复蓊郁，有千岩竞秀、万壑藏幽之势。山下至山间的溪桥、曲径连通三片屋舍区，依崖拥翠。画面中间，似有山寺掩映于密林中。画境宁静绝尘，与大自然和弦共律。在笔性墨法上，此画的树石勾皴松秀、洗练酣畅、苍润互得、虚实并发，颇有黄公望的笔意;山石师法董源，多以长披麻皴、落茄点法写出。
→富春大岭图
纸本墨笔 74.7×36cm （元）黄公望 南京博物院藏
黄公望的作品目前存世极为稀少，南京博物院竟有幸藏其巨迹两幅（一为《水阁清幽图》，另一幅即《富春大岭图》），不能不说是历史的眷顾。《富春大岭图》乃画家为好友邵亨贞所作，重峦叠嶂，山巅晓雾迷遮，若隐若现。山脚两岸相接，兀石环抱，坡上丛树槎丫，繁茂峥嵘。画中山径蜿蜒，盘伸幽谷，行间可见小桥、茅屋隐落。远处深涧，飞瀑帘挂，缓缓下泻，给人一种“发思古之幽情”的超脱感。画作构图紧凑，视野聚中，用笔细秀温润，墨迹淋漓，有一种“山碧林光净，江清秋气凉”虚和淡雅的幽境之感。值得一提的是，此图以生宣纸绘制，这在元代绘画中鲜见。透过水墨交触的笔道，仍可见墨韵淫淫的湿润感，故清张庚评论云：“纯用湿笔连皴带染而成，是以得深沉浑厚之敬，浮岚霭霭欲滴，杜诗元气淋漓障犹湿，可移美也。”
