周谷城把上述的史学理论和方法论也运用到了世界史研究之中，提出了许多精辟和中肯的意见。譬如，关于编写世界通史，他认为“今日世界通史的著作，仍是单纯堆砌零碎事件者多，阐明有机组织统一体者少。现在世界通史有如百科全书，按目录或索引检查，可以查到个别事情的知识”，而“阅读全书，了解世界全局或统一整体，则很不容易”。因此，他自己在编写世界通史时，则“首先考虑的是统一整体问题”，“力求得出世界史发展的统一整体，或有机组织”；“在仔细审核材料的同时，必须高瞻远瞩，注意整体”，“务必力求有统一整体和有机组织，以便得出历史的规律性”。他认为两者的关系是：“偏重统一整体，材料不多，不免空疏；单有丰富的材料，而看不出统一整体的有机组织，则一定流于繁琐。这两者编写同时注意。”
    关于如何编写世界通史，他明确指出：“世界通史并非国别史之总和，而是一个有机的统一体”，在具体叙述时，应“力求避免分国叙述的倾向，而特别看重世界各国相互的关系”；研究世界通史不能不利用国别史，但简单地把国别史加起来也不等同于世界史；同样，各专史之和不等于世界通史，各朝代史之和也不等于通贯的世界各国历史。周谷城不仅仅只是在理论上坚持和倡导这些观点，而且在自己的史学研究和写作实践中，身体力行，就是这么做的。他在编写世界通史时，自认为在寻找有机组织、希望得出统一整体方面，是下了苦功夫的，认为他编写的《世界通史》“不同于百科全书，不同于材料的机械堆砌”。他的这番话，应该说是比较客观的。
    周谷城的《世界通史》的一个鲜明特点是，他没有像大多数世界通史著作那样，把人类史与自然史割裂了开来，而是把两者有机地统一了起来，把人类史看成是自然史发展到一定阶段的产物以及自然史的一个组成部分，而且自人类产生之后，人类史与自然史就互相交错，影响和作用在一起。在周谷城的《世界通史》中，进化、发展的观点贯穿全书--从宇宙的进化，到地球的进化，再到生物的进化，最后才到人类社会的进化，几者相加和相合，才构成一部完整的人类历史。周谷城这种极为宏观的编写世界通史的方法，正是我国许多史学工作者所缺乏的，在我国解放后编写和出版的各种版本的世界通史中，恐怕也是绝无仅有的（注：周谷城编写和出版《世界史》虽然是在解放前，但他在解放后再版时，没有对原著作更动。）。从新中国成立后的相当一段时间内，世界通史著作从来都不把自然史（宇宙史、地球史、生物史等）放入人类历史之中，仿佛自然史与人类历史没有很大关系；也没有把人类历史放在自然史的统一发展中去考察和撰写，仿佛人类史不是自然史发展到一定阶段的产物，并继续与自然史同步发展。在斯大林对“地理环境决定论”的过头批判的消极影响下，我国学者也很少提甚至不提自然环境对世界历史发展的影响和作用，直到把自然环境看成是对人类社会发展（特别是近现代）基本不起用，几乎可以忽略不计的因素。但这种观点实际上恰恰是与马克思主义创始人的观点相悖的。如马克思说：“历史可以从两个方面来考察，可以把它划为自然史和人类史，这两方面是密切联系的；只要人存在，自然史和人类史就彼此制约。”（注：参见《马克思恩格斯全集》第3卷，第20页。马克思、恩格斯在这方面的论述还有很多，不再一一例举。）从这一点来看，周谷城确实是领会了马克思主义理论的真谛和精粹。
    周谷城关于世界史的另一个鲜明观点就是他始终反对把欧洲历史看成是世界历史的中心--即欧洲中心论。早在新中国成立之前，当中国国力还很弱、国际地位还不高、还遭受西方资本主义国家欺辱的时代；在欧美史学家独霸世界史坛，而国内一些学者拜倒在西方文化面前，“言必称希腊”，甚至说“月亮也是外国的圆”的时候，周谷城就高扬以史实为据的科学治史精神，态度鲜明地举起了反对欧洲中心论的大旗，批驳了那些把欧洲史作为世界史中心的理论和观点，通过大量历史事实说明这是与世界历史的实际情况不符合的。新中国成立后，苏联史学曾在相当长的一段时间内左右着我国的史学研究，绝大多数史学工作者都以苏联史学“马首是瞻”，跟着苏联史学界的观点转。然而由于苏联本身是欧洲国家，其文化和史学传统也都是以欧洲为主，因此苏联史学也没有跳出欧洲中心论的圈子，甚至把欧洲中心论翻版成“苏联中心论”。但即使在那个特殊时期，周谷城也仍然不改初衷，坚持反对欧洲中心论。不过，周谷城并没有因反对欧洲中心论而走向另一个极端--否定欧洲在世界历史上所起的重要作用，或者创造另一个甚麽“中心论”（如以亚洲为中心，或以亚非为中心，甚至以中国为中心，像某些赶时髦、所谓“爱国”的学者那样），而是实事求是、客观地评价和肯定了欧洲历史在世界历史中应有的地位和作用，尤其是在世界近、现代历史上的巨大作用。因此，周谷城在他的《世界通史》第三卷中，还是将欧洲历史作为这一卷的中心或重点。因为，周谷城认为，“是从单一的一个角度出发，还是从全局的本身开始？从单一的一个角度开始，贯彻下去，必有所偏。要着眼全局，或统一整体。”因此，我们认为周谷城对于世界史框架和全局的看法，对欧洲史地位和作用的看法，是唯物辩证的、客观的和实事求是的。
    周谷城研究世界史还有一大特点就是他既具有十分深厚的国学和古文根底，同时又具有渊博的外国史知识和颇高的外语造诣，可以说是学贯中西。一方面，他站在世界史的高度，以世界史的眼光来看待中国史；另一方面，他又用中国史博大精深的内容去充实、丰富和完善世界史。他认为，如果用世界史的眼光来观看中国史，对许多问题就可以看得更清晰、更明白，有高屋建瓴之感，正如全局可以订正部分的原理那样。例如，关于长期争论不休、意见分歧很大的中、外历史分期问题，周谷城认为可以用中外兼顾和对比，把中外历史发展一起进行考虑的办法来解决这个问题。为此，在当时有不少人认为搞比较研究会发生“生搬硬套”错误的那种学术氛围中，他仍十分重视中西历史的比较研究，力求寻找中西历史的共同或相似之处，区分彼此的不同和差异之处，认为这样做，“易于看出一些不应有的偏见”，作出“更切合现实的考虑”，可以“帮助我们更好地进行研究工作，获得更好的研究或成果”，从而找出世界历史“分区并立，往来交叉”等发展规律。