De l’été 2001 à l’été 2005, il a été membre du conseil scientifique du CNRS (secrétaire scientifique et membre du bureau). De février 2006 à septembre 2008, D. Peschanski a été directeur scientifique adjoint au CNRS, département des sciences humaines et sociales.

Historien de la Seconde Guerre mondiale, il a consacré sa thèse d’État aux camps français d’internement entre 1938 et 1946 (cf. La France des camps, Gallimard, 2002) et de nombreux ouvrages au régime de Vichy et à la Collaboration, à la Résistance, en particulier à celle des étrangers en France, à l’opinion. Il est aussi l’auteur de plusieurs documentaires sur la France des années noires. Dans le contexte de la future panthéonisation de Missak Manouchian, il publie chez Textuel en novembre un livre avec Claire Mouradian et Astrig Atamian et a coécrit un documentaire sur la question. Il était le conseiller historique du comité porté par l’Unité laïque pour la panthéonisation.

Depuis la fin des années 2000, il a exploré plus spécialement les questions mémorielles, en élargissant le spectre chronologique et s’attachant en particulier aux attentats terroristes aux États-Unis comme en France. En avril 2009, le projet qu’il copilote avec Ed Berenson (New York University) « Memory and Memorialization » a été retenu par la Fondation Face et l’Ambassade de France aux Etats-Unis. Le projet associe NYU et le CNRS ; le mémorial de Caen et la US Fondation for Museum and Memorial 9/11. En février 2011 le projet qu’il anime, MATRICE (entre mémoire individuelle et mémoire collective), a été retenu comme équipement d’excellence (Equipex, 2011- 2021). Il a vocation à développer des outils permettant de comprendre les interactions entre mémoire individuelle et mémoire collective, ce qui le conduit à croiser sciences humaines et sociales et neurosciences.

En avril 2016, le projet qu’il codirige avec Francis Eustache (neuropsychologue) sur la mémoire du 13-Novembre, Programme 13-Novembre, a été retenu par les Investissements d’avenir. Il doit s’achever en 2028. A vocation résolument transdisciplinaire, il prévoit, entre autres, le recueil de 1000 entretiens audiovisuels de volontaires, du plus proche au plus loin des lieux des attentats du 13 novembre 2015, au maximum les mêmes personnes, à 4 reprises en dix ans ; des études biomédicales sur le Trouble de Stress Post-Traumatique ; des sondages réguliers, avec le CREDOC, sur les Français et la mémoire du 13-Novembre, approchant ainsi d’une forme de mémoire collective à partir d’un échantillon représentatif de la société française.

Consultant historique de deux fondations, la Fondation pour la Mémoire de la Déportation et Fondation pour la Mémoire de la Shoah, il a présidé le conseil scientifique du Mémorial du camp de Rivesaltes entre 2002 et 2023. Depuis 2006, il préside le conseil scientifique du Mémorial de Caen. Il préside le conseil scientifique de l’ECPAD et celui du Mémorial de l’Ancienne gare de déportation de Bobigny. Il est également membre de plusieurs conseils scientifiques, dont celui de l’OSE (Œuvre de Secours aux Enfants) et celui du Mémorial de la Shoah.

En 2023 il a contribué à un collectif dirigé par Francis Eustache sur Mémoire et traumatisme (ed. Dunod) sur le thème « Mémoire collective et traumatisme ».

Membre du comité mémoriel près la Déléguée interministérielle à l’aide aux victimes (DIAV) (2018) puis de la mission de préfiguration du musée-mémorial du terrorisme installé par le président de la République (2019).