Область научных интересов Д.В. Сафонова включает ультразвуковую диагностику в пульмонологии и торакальной хирургии, абдоминальную ультразвуковую диагностику, эластографию. Им было опубликовано 200 научных работ, в том числе 1 национальное руководство по лучевой диагностике в гастроэнтерологии, 5 монографий по ультразвуковой диагностике заболеваний легких и плевры, 1 монография по эластографии сдвиговой волной, 9 патентов РФ на изобретения.