В 1955 г. защитила кандидатскую диссертацию. «Башкирское восстание 1735—1736 гг.» (1955), в 1988 — докторскую диссертацию[2].
Основные направления исследований — социально-экономические отношения, организация государственного управления в России в XVI—XVIII веках; восточное направление внешней политики России; археография; геральдика; источниковедение; сфрагистика. Участвовала в подготовке многотомного сборника документов «Материалы по истории Башкирской АССР» (тт. 3-6). В фондах Центрального государственного архива древних актов обнаружила «Донесение А. И. Тевкелева В. Н. Татищеву» — документ, позволивший установить дату основания Челябинской крепости (впервые опубликован в 1956).
Автор книг и статей.
Избранные труды
Источник — электронные каталоги РНБ
Демидова Н. Ф. Башкирское восстание 1735—1736 гг. : Автореферат дис. … канд. ист. наук. — М., 1956. — 16 с.
Демидова Н. Ф. Первые русские дипломаты в Китае : («Роспись» И. Петлина и статейный список Ф. И. Байкова). — М.: Наука, 1966. — 159 с.
Демидова Н. Ф. Служилая бюрократия в России XVII в. и ее роль в формировании абсолютизма / Отв. ред. А. А. Преображенский. — М. : Наука, 1987. — 228 с.
Демидова Н. Ф. Служилая бюрократия в России XVII в. и ее роль в формировании абсолютизма : Автореф. дис. … д-ра ист. наук. — М., 1988. — 44 с.
Демидова Н. Ф. Служилая бюрократия в России XVII века (1625—1700) : биографический справочник. — М.: Памятники исторической мысли, 2011. — 719 с.
Демидова Н. Ф. Экономические и социальные отношения в Башкирии в первой половине XVIII века / Под ред. Н. В. Устюгова. — М.; Л. : Изд-во Акад. наук СССР, 1949. — 692 с. — (Материалы по истории Башкирской АССР ; Т. 3)
Демидова Н. Ф., Морозова Л. Е., Преображенский А. А. Первые Романовы на российском престоле. — М. : Изд. центр ИРИ, 1996. — 218 с.
Преображенский А. А., Морозова Л. Е., Демидова Н. Ф. Первые Романовы на Российском престоле. — М. : Рус. слово, 2000. — 455 с.
Преображенский А. А., Морозова Л. Е., Демидова Н. Ф. Первые Романовы на российском престоле. — 3-е изд. — М.: Русское слово, 2011. — 455 с. — (История в лицах).
История Уфы. — Уфа, 1981 (соавт.)
Управление Башкирией в первой трети XYIII в. // Исторические записки. — 1961. — Т.- 87.