V obdobju po 2. svetovni vojni se je posvečal proučevanju Ivana Cankarja in objavil vrsto del. Njegovo najbolj dragoceno delo o Ivanu Cankarju je Cankarjev album (1972), ki predstavlja tudi vrh Dobrovoljčevega literarno-zgodovinskega raziskovanja. Je rezultat več desetletnega zbiranja različnega pisnega in slikovnega materiala, osebnih pričevanj ter ustnega izročila o Ivanu Cankarju.
Album vsebuje izredno bogato slikovno gradivo s številnimi podobami in izčrpnim besedilom o pisateljevem času, o njegovih sorodnikih in sodobnikih. V njem obravnava predvsem pisateljevo življenje, okoliščine njegovega ustvarjanja in takratne razmere. Z albumom je postavil temelje za nadaljnje raziskovanje Cankarjevega dela.
Po pričevanju njegove žene, Danice Dobrovoljc, je France Dobrovoljc kot otrok zahajal na Rožnik, kjer je osebno spoznal Ivana Cankarja. Svoj prvi prispevek o pisatelju in njegovem delu je objavil leta 1945 v zborniku Mihe Maleša Podoba Ivana Cankarja.
K izdaji Cankarjevih zbranih spisov (1925-1936), ki jo je uredil Izidor Cankar, je leta 1954 prispeval dodatni, enaindvajseti zvezek, v katerem je objavil do tedaj neznane pisateljeve zgodnje spise. Na prošnjo Mestnega muzeja je leta 1956 napisal delo Ivan Cankar, slovenski pisatelj, v katerem je izčrpno prikazal njegovo življenje.
Pomembno je tudi njegovo sodelovanje pri izdaji Cankarjevih izbranih del v desetih knjigah (1951–1959). Za to izdajo je prispeval opombe in pojasnila ter navedbe prevodov Cankarjevih del v tuje jezike.
Prizadeval si je za obnovo Cankarjeve rojstne hiše ter postavitev muzeja Ivana Cankarja na samostojni lokaciji. V sodelovanju z občino Vrhnika je identificiral in poskrbel za označitev hiš, kjer je živela Cankarjeva družina. Ob 100-letnici Cankarjevega rojstva leta 1976 je v Cankarjevi spominski hiši na Vrhniki uredil vitrine njegovih prvotiskov in uredil sobo s fotografijami Cankarja in njegove družine.
Uredil je knjigo spominov Cankarjevega bratranca Franca Cankarja Žlahta (1971), ter knjigi Cankarjevih črtic Moje življenje (1965) in Tuje življenje (1967).
