Психологические исследования Выготского, касавшиеся ребенка, носили название педологических. Сам Выготский писал о необходимости существования особой науки о ребенке, которую в Период его научного творчества именовали педологией. Но нужно подчеркнуть, что он критически относился к педологическим методам исследования массовой школы по негативным признакам, как научно недостоверные. Критикуя тестометрические методы, он утверждал, что отбор по отрицательным признакам выделяет и объединяет в одну группу таких детей, которые не будут иметь ничего общего между собой, если их рассматривать с позитивной стороны. Он пишет, что традиционные методы исследования основываются на чисто количественной концепции развития и негативной характеристике ребенка. Выготский выступает против примитивной классификации детей на нормальных, социально запущенных и дефективных. По словам Выготского, в основе построения этой схемы лежит антинаучный, схоластический путь. Его критика метода тестов и концепции двух факторов, лежащих в основе педологических исследований, не потеряла своего значения и сегодня.
Установка на поиск положительных возможностей и качественного своеобразия развития аномального ребенка является ведущей во всех работах Выготского, и в частности в его работах, касающихся диагностики развития.
Таким образом, общепсихологическая идея развития, идея о качественных сдвигах в процессе развития ребенка и обнаруженные Выготским закономерности развития высших психических процессов, социальная обусловленность развития и ведущая роль обучения в развитии нашли свое блестящее раскрытие при разработке проблем трудного детства. Вместе с тем это обогащало общую, детскую и педагогическую психологию, служило источником для новых гипотез и для углубления общих теоретических представлений. Такие работы Выготского по дефектологии, как "Диагностика развития и педологическая клиника трудного детства", "Проблема умственной отсталости" (1935), представляют собой прямой и непосредственный вклад в общепсихологическую теорию.
Нельзя понять глубокого интереса Выготского к проблемам детской и возрастной психологии, если не учесть того, что он был теоретиком и, что особенно важно, практиком в области аномального психического развития. На протяжении многих лет он осуществлял научное руководство рядом исследований, проводившихся в экспериментально-дефектологическом институте, и систематически участвовал в консультации детей, осуществляя и там руководящую роль. Через его консультации прошли сотни детей с самыми различными аномалиями психического развития.
На руководимых Выготским конференциях подробно изучались и всесторонне разбирались дети различных возрастов. Их история болезни, история развития, обучения и воспитания, результаты комплексного изучения подробно анализировались Выготским и дополнялись данными его личного обследования. Такой богатый материал позволил установить не только причины нарушений, но и потенциальные возможности развития аномальных детей. При этом он показывал, как при своевременном и правильно организованном обучении аномальных детей меняется проявление дефекта, преодолеваются и предупреждаются возможные дополнительные последствия дефекта, развиваются высшие психические функции. Эти разборы привлекали внимание большого количества врачей (психиатров и невропатологов), психологов, дефектологов и других специалистов, студентов педагогических и медицинских вузов. Разборы не только проходили с глубоким, тщательным анализом данных о больном, но и позволяли выйти за пределы конкретного случая, подтверждая то или иное общетеоретическое положение.
Всю работу Выготского в этой области пронизывала идея социальной обусловленности специфически человеческих свойств психики. Вопреки биологизаторским тенденциям, отмечавшим обреченность аномальных детей, Выготский, учитывая биологическую основу нарушений развития, занимал оптимистическую позицию: он подчеркивал роль социальных факторов, способных повлиять на судьбу ребенка, на возможность компенсации и коррекции дефекта.
Анализ каждого случая той или иной аномалии Выготский рассматривал как конкретное выражение той или иной общей проблемы дефектологии. Опираясь на данные клинического изучения, Выготский при разрешении вопросов теории и практики исследования детей наметил основные принципиальные вопросы диагностики на путях конкретного применения диалектического метода.
Многие теоретические положения Выготского были в дальнейшем реализованы его учениками: Л. В. Занковым — при изучении памяти отсталого ребенка, И. М. Соловьевым — при исследовании психического насыщения у глубоко отсталого ребенка, М. С. Певзнер — при изучении олигофрении и иных аномалий развития. На теоретической разработке положений Выготского о своеобразии мышления, памяти и других психических процессов у глухих и слабослышащих (Р. М. Боскис, Ф. Ф. Рау, Т. В. Роза нова, И. М. Соловьев, Л. И. Тигранова, Ж. И. Шиф и др.) опиралась организация учебно-воспитательного процесса — в специальных школах для этих детей.