Kallenberg var under flera decennier den ledande auktoriteten på processrättens område. Hans främsta rättsvetenskapliga insatser gällde civilprocessen. I sin forskning var Kallenberg påverkad av den tyska doktrinen, bl.a. av Oscar Bülow och Konrad Hellwig (1856–1913). Hans mest betydande verk är Svensk civilprocessrätt (1–2, 1917–39).