梁廷枬由于受父亲的影响，自少就对书画金石之道甚嗜好。其后由于屡次参加科举考试均落第，遂转而致力于训诂考据，撰写了《金石称例》等十多部著述，涉及文学、历史、词章、戏剧、音律等领域，其中不乏振聋发聩之见，颇为时人所推崇。
梁廷枬在青壮年时对整理历史故籍很有兴趣，常不乏眼光独到之作，钻在故纸堆里进行考订。西方资本主义势力的入侵，促使他关心起时事，注意研究西方国家的政治和历史、地理情况。1836年，粤海关监督豫坤聘他总修《
粤海关志》和主持广东海防书局总纂《
广东海防汇览》，得以浏览了有关中西方经贸与文化交往的大量资料，由此开始了解到世界各国的发展状况，加深了对民族危机的警觉，进而孜孜不倦地学习从西方传播来的新知识，寻求御侮救国之路。经过三年的努力，他编成《粤海关志》三十卷，分十四个门类，辑存了大量鸦片战前中外贸易情况的珍贵资料，记载了西方殖民主义者日益加剧的侵华活动，并汇集了清政府对外政策的有关文件，为当时和后人研究鸦片战争前的中外关系提供了一部很有价值的参考书。
鸦片战争前夕，梁廷枬在广州越华书院任监院，
林则徐以
钦差大臣赴粤查办鸦片，首先就会见了他。早在十多年前，当
林则徐任杭嘉湖道时，就已读到梁廷枬所著书，对梁的才识很赏识。到
林则徐受命为钦差大臣赴广州前，又托人请梁廷枬将他前在海防书局编纂的“所有诸国禀件、禁令及沿海要隘、诸营县界域道里、墩营炮械”等资料“摘其切要有关海事，畅为图说”，以供参考。梁廷枬乃“就局中录为巨帙”，托人呈献给
林则徐。
林则徐林则徐钦差大臣的行辕。
林则徐依靠梁廷枬等爱国知识分子的和当地人民群众的帮助，开展了轰轰烈烈的禁烟运动。梁廷枬则利用他对当地情况熟悉的有利条件，出谋划策，积极支持
林则徐领导的禁烟运动和抗击英国侵略者的斗争。
林则徐被遣戍新疆后，梁廷枬继续受聘于后任
两广总督祁贡、
徐广缙幕中，帮同筹办团练。
1848年，梁廷枬参与了广州士民反对英国外交官擅入广州城的斗争。1851年，清政府授予他
内阁中书、加侍读衔的虚职。
以前中国对西方国家的情况了解得甚少或者沿袭旧说，以讹传讹。梁廷枬开始对西方世界也是知道得很不准确，例如在《粤海关志》中，他和时人(包括
林则徐、
魏源等在内)把北美洲和非洲混为一谈，认为加拿大和美利坚都在非洲。鸦片战争后，他在《合省国说》中作了纠正。自
第一次鸦片战争结束后，梁廷枬并未因中方战事失利而消沉，而是痛定思痛，倾注于对西方列强的史地、政治、经济、文化方面的系统研究，撰写了中国第一部介绍美国国情的专著《合众国说》三卷。
1844 年编写成了《耶稣教难入中国说》、《粤道贡图说》、《合省国说》三书，随后又编成《兰仑偶说》一书(所谓兰仑即伦敦，系用以泛指英国)。这四部书于1846年正月合编一起，名曰《海国四说》。这些书补充了
林则徐编译的《四洲志》的记载，虽不如
魏源所编的《海国图志》包罗的范围那么广泛，但在当时也是了解西方国家政治和地理、历史的很有价值的参考书。与此同时，1845年，他又另编著有《英吉利国记》一书，“录其治革世次，因及其积年争据之由”，特别对英国商业贸易方面作了详细的介绍。
1848年，梁参与了广州士民反对英国外交官擅入广州城的斗争。1854年，他写了《夷氛闻记》一书，真实地记叙了两次鸦片战争期间广东军民反击列强入侵的全程，是研究鸦片战争的重要史料。
梁廷枬是中国近代史上最早倡导“开眼看世界”思潮的先驱之一。他在推介西方文化之时，充分肯定了其进步的政治制度，流露出对西方先进国家的法治制度与民主制度的朦胧向往情结。