侯仁之在年届90岁出版的《晚晴集》自序中写道：“顾亭林经世致用的思想深刻地影响着我。”面对占领东北、窥伺华北的日本侵略者，侯仁之在经历明末清初朝代更迭的学者顾炎武身上找到了情感和治学上的契合点。在图书馆查阅资料时，当他看到顾炎武“感四国之多虞，耻经生之寡术”的句子，竟至泪下。1937年“七七”事变后，迫于日本人的追捕，顾颉刚离开北京，侯仁之转到洪业门下。已经发觉侯仁之兴趣转向地理学的洪业，将他的硕士论文确定为对顾炎武《天下郡国利病书》山东部分的重修，这本书记载的本就是顾炎武游历各地，对经济民生诸多领域的考察。

　　洪业也为侯仁之的学术生涯做出了关键性的指引。1938年，当侯仁之被叫去老师家中时，洪业突然对他说：“择校不如投师，投师要投名师。”侯仁之后来回忆：“我当时听了有些茫然，正待发问，他就接着对我说：‘你应该到外国去专攻地理学。论西方大学，哈佛很有名，但是那里没有地理系。英国的利物浦大学，虽然论名气不如哈佛，但是那里有一位地理学的名师，可以把你带进到地理学的领域里去。’这也就终于决定了我一生深入进行学术研究的道路。”

　　因为“二战”爆发，直到1946年侯仁之才得以赴利物浦大学深造，而他的导师正是现代历史地理学的奠基人之一达比（Darby）教授。“学的材料是历史的，而研究的方法是地理的，历史地理学的任务就是重建过去的地理。正像现代地理学研究的是现代时段的地理一样，历史地理学研究的是过去一段时间的地理。”侯仁之运用达比教授的理论和方法，最终完成了他的博士论文《北平的历史地理》。

　　1950年，侯仁之《“中国沿革地理”课程商榷》一文引发了学术界的讨论。北大城市与环境学院副院长邓辉认为，“这篇短文标志着他对历史地理学在理论认识上的成熟，同时也标志着他和传统沿革地理学在思想上的决裂”。

　　侯仁之提出了在了解北京这样的大都市发展中，以政治区划演变为主的“沿革地理”没法解决的问题：“北京最初的聚落是什么时候出现的？它为什么在这块地方出现？这个聚落最初的性质是什么？什么时候才开始获得了它在政治上的重要性？它在政治上的重要性如何逐步得到发展以至于成为全国的行政中心？在它成为全国的行政中心之后，它的政治首都的机能又如何得到发展？”1962年发表的《历史地理学刍议》一文中，侯仁之对历史地理学的性质和内容做了系统的阐述，他认为“历史地理学是现代地理学的一个组成部分”，强调“主要研究对象是人类历史时期地理环境的变化”。

　　上世纪80年代到90年代，侯仁之又相继发表了《历史地理学的理论与实践》《再论历史地理学的理论与实践》等多篇有关学科理论的论文。“谭其骧先生、史念海先生和侯先生同为历史地理学界的大家，但仅就学科理论的研究，应是侯先生成就最高。史先生后期研究黄土高原时也应该是受到了侯先生历史地理学思想的影响。”尹钧科说。

　　水与北京

　　在北京普通市民的记忆里，侯仁之的名字首先是与莲花池的保护相联系的。20世纪80年代，万里给侯仁之打来电话，告诉他有方案建议占用莲花池建设北京西客站。从施工上考虑，已经干涸的莲花池作为大片空地施工难度和成本都最低。但这遭到了侯仁之的坚决反对。因为历史上，莲花池位于蓟城西侧，是最初的北京城的水源和起点。后来金在北京建中都，成为北京建都之始，莲花池就是北京城市历史发展中的重要遗址和见证。最终1993年西客站破土动工时向东迁移了100米。主体建筑完工后，张玮瑛陪着侯仁之亲自去现场看。“那时候还没装电梯，张先生扶着80多岁的侯先生爬楼梯一直爬到顶的。”北京地理学会副理事长朱祖希说。

　　侯仁之对后门桥的关注亦是如此，他称这里是“元大都城市规划的起点”。根据侯仁之的研究，后门桥是历史上北京城址转移的一个标尺。忽必烈占领金中都时，战争毁坏了城市。在另建新城时，城市设计者刘秉忠要把忽必烈的居住地琼华岛（今北海白塔山）和附近水域（今天的北海、中海，后来又开挖南海）包容在城市之中，于是他在北海、中海上游的积水潭（今天的什刹海）东侧确定了新城的中轴线的起点，就是今天后门桥的所在。

　　张宝秀认为侯仁之做研究最突出的特点是“以水为纲”。这种选择在最初或许只是兴趣，却成为他研究北京城的起点。侯仁之刚入学不久，洪业出版了《勺园图录考》一书。此书是洪业根据明代《勺园修禊图》对勺园故址进行考证后写成的。从学校跑到北京西山，侯仁之多次沿着圆明园的流水溯源而上，在那里他还发现了废弃的清代引水工程。侯仁之曾回忆：“由于我老师写了关于校园来历的书引发了我的兴趣，我就跑出去考察，一处一处都跑了，越跑范围越大，我发现水源是个太重要的问题。”他的本科毕业论文《靳辅治河始末》也是水利史的内容。

　　侯仁之在利物浦大学读书时，美国地理学会会长泰勒做过一个演讲。“泰勒认为城市总是在大河旁边出现，比如伦敦的泰晤士河、巴黎的塞纳河，而北京是个特例，所以大概是巫师占卜的结果。”尹钧科告诉本刊，侯仁之通过对比文献和实际考察的结果，证实北京城的起源跟世界上其他大城市一样，都是在大河的边上。“根据我国的古代地理文献记载，古华北平原遍布湖泊、沼泽。但是3000年来，这些湖泊很多已经消失了。”侯仁之认为几千年前先民们为了绕开古华北平原上的沼泽、湖泊，只能够通过太行山东麓一线的高地进行南北来往，古永定河是必经之路。渡河之后，他们可以通过三个方向分别进入蒙古草原、东北平原和松辽平原。

　　“不同之处是永定河季节性洪水很大，所以城市不能在紧挨着渡口的地方存在，必须离它有一定距离。”为了避免永定河季节性的洪水，北京城选择在一个距离永定河不远的高地上建城，而这个高地就是《水经注》中记载的蓟丘。“泰勒所看到的永定河，已经不像历史上的永定河水量这么多、这么重要，所以他想不到永定河跟北京城的关系。”

　　水是侯仁之研究北京城市起源的突破口。上世纪50年代初，大规模经济建设除了要求对城市河流故道梳理清楚，对水的需求也急剧增长，他意识到水源开发是北京城市发展过程中面临的首要问题。张玮瑛曾撰文回忆：“昆明湖的拓展，十三陵水库及官厅水库的建设使仁之兴奋不已，不但屡到现场，还写了多篇短文欢呼水源的开辟，讴歌战斗在水库工地上的英雄们。”从蓟丘，到辽南京、金中都、元大都，再到明清京城，直到现在的新北京，侯仁之都做了系统的研究。邓辉认为侯仁之也确立了一种研究城市历史地理的方法：“除了文献考证和实地考察以外，又吸收了考古学、建筑学的理论和方法，从河湖水系、交通区位等地理特点入手，揭示了北京城起源、布局和城址转移的全过程。”

　　研究得越多，侯仁之对北京城投入的感情就越深，用他自己的话说是“知之愈深，爱之弥坚”。朱祖希1955年进入北大地质地理系学习。“新生第一课就是侯先生讲的北京城，他的激情和口才让人印象深刻。后来我追着侯先生听了十几次他讲的北京城，居然每次的内容都会有不同，他总能把新的研究体会融合到演讲中去。”1990～1994年，张宝秀担任侯仁之的助手。“只要是邀请侯先生去讲北京的，不论领导干部还是高校的学生会，如果没有特殊原因，他总是有求必应。每次讲座之前，他还会根据具体讲座的时间长短、内容侧重和听众对象，亲自将幻灯片重新选取和排列组合。”