Forud for dette havde han påbegyndt en lang karriere som litteraturforsker og -formidler. Fra Kristeligt Dagblads kultursider er det siden begyndelsen af 1990’erne blevet til næsten tusind anmeldelser af den nyeste lyrik, og i tidsskrifter og antologier om litteratur i Danmark og udlandet har han tilsvarende skrevet omkring 100 artikler i årenes løb.
I 1990’erne udgav han i forlængelse af sin ph.d.-afhandling bogen Digtets krystal (1997), der var den første samlede fremstilling om 80’er- og 90’er-generationernes markante lyrikere, bl.a. Søren Ulrik Thomsen, Pia Tafdrup, Bo Green Jensen, Niels Frank og Lars Bukdahl. I bogen blev de mange poetologiske essays fra denne periode anskuet på en ny måde, nemlig som nøgler til de forfatterskaber, som de var en del af. I bogen Modernistiske outsidere (1998) diskuterer han ligeledes en række forfatterskaber ud fra nye perspektiver. Det gælder bl.a. dele af romantikken og mellemkrigstiden avantgarde, hvis relation til den modernistiske poetiske tradition er blevet underbelyst.
Efter ti års arbejde udgav han i 2009 sit hovedværk, doktordisputatsen Drømme og dialoger. To poetiske traditioner omkring 2000. Bogen sætter en ny dagsorden for studiet af lyrik i Danmark og andre lande. Lyrikken forstås her med udgangspunkt i to poetiske traditioner, nemlig en centrallyrik med rødder i symbolismen og modernismen og en interaktionslyrisk, der er inspireret af prosaen og avantgarden. Drømme og dialoger argumenterer for, at den lyriske genre hverken er død eller døende, men at den også i fremtiden vil spille en afgørende rolle i litteraturen og samfundet.
Disputatsen førte til, at Peter Stein Larsen i 2011 blev udnævnt til professor med det særlige område ”lyrik i en digital og global tidsalder”. I denne stilling organiserede han i efteråret den internationale konference ”Contemporary Poetry between Genres, Art Forms, and Media”, hvor lyrikken blev anskuet som en genre, der hele tiden tilpasser, udvikler og forandrer sig i et samspil med andre genrer, kunstarter og medier. Senest har han desuden udgivet bogen Nattehimlens poetik. Studier i moderne nordisk lyrik (2011). Her anskues værker, forfatterskaber og litteraturhistoriske strømninger i nye og øjenåbnende sammenhænge, hvor kronologier og nationale opdelinger tages op til revision.
Peter Stein Larsen har de seneste år været leder af danskuddannelsen på Aalborg Universitetet samt forskningsleder af gruppen Interdisciplinære Kulturstudier. Desuden har han været en aktiv og engageret underviser på danskuddannelsen samt en efterspurgt foredragsholder i mangfoldige sammenhænge. Når han ikke er i litteraturens verden, spiller han guitar i bandet Tournasol, går lange ture og laver mad. Han bor i Brabrand med Jane Stein Larsen, sammen med hvem han har fire livlige børn i teenagealderen.
Jubilæet bliver fejret med en reception mandag d. 10. december 2012 kl. 14.00, på Aalborg Universitet, Kroghstræde 3 (lokale 5.217). Alle er velkomne.