Среди ученых мира Г. П. Дементьев был орнитологом «номер один». Но он великолепно знал не только птиц, а был зоологом широкого профиля и на примере птиц решал общие проблемы биологии. Широко образованный человек, он превосходно знал историю, искусство, философию, свободно владел французским, немецким, английским и итальянским языками, хорошо знал греческий язык и латынь. Его огромные знания и личное обаяние притягивали к нему людей, он всегда был готов помочь советом, делом. Г. П. Дементьев был крупным организатором науки, одним из организаторов Центральной лаборатории охраны природы, инициатором крупных исследовательских программ и многочисленных научных коллективов, работающих с большой отдачей и по единым программам.
Его жизнь и работа были тесно связаны с Московским университетом. Ему принадлежит более 400 научных работ, среди которых — многотомные сводки, обширные монографии, популярные книги. Главный труд его жизни — коллективное шеститомное издание «Птицы Советского Союза» (1951 —1954), удостоенное Государственной премии.
Невозможно переоценить заслуги Г. П. Дементьева в деле охраны природы. Он одним из первых среди ученых и общественных деятелей страны понял и оценил всю важность проблемы охраны окружающей среды и начал разрабатывать научные программы для заповедников, создал общую теоретическую базу для создания сети заповедников в стране на зональной основе.
В 1973 г. имя Г. П. Дементьева специальным решением Всемирного фонда охраны природы внесено в «Галерею Вечной Славы деятелей охраны природы».