Vestergren genomförde flera resor i Europa och publicerade uppsatser inom floristik och växtgeografi. Hans viktigaste forskning rörde dock imperfekta svampar; betydelsefullt är exsickatverket Micromycetes rariores selecti praecipue scandinavici quos distribuit (’Ett urval sällsynta småsvampar, framför allt skandinaviska, och deras utbredning’, 1899–1914), vilket även inkluderar samlingar av småsvampar distribuerade i