Động lực học giải tích là một khía cạnh khác của các nghiên cứu của Levi-Civita: nhiều bài báo của ông nghiên cứu bài toán ba vật. Ông cũng viết các công trình về thủy động lực học và các hệ phương trình đạo hàm riêng. Ông được ghi nhớ vì đã cải tiến Định lý Cauchy-Kowalevski, trình bày trong một cuốn sách năm 1931. Năm 1933, ông góp phần phát triển phương trình Dirac. Ông cũng xây dựng trường Levi-Civita, một trường số bao gồm các đại lượng vi phân.

Hội Hoàng gia Luân Đôn tặng ông Huy chương Sylvester năm 1922 và bầu ông làm thành viên năm 1930. Ông cũng là thành viên danh dự của các Hội Toán học Luân Đôn, Hội Hoàng gia Edinburgh, Hội Toán học Edinburgh, sau khi ông tham dự hội thảo chuyên đề ở Đại học St Andrews năm 1930. Ông cũng là thành viên của Viện Hàn lâm Lincei và Viện Hàn lâm Khoa học Giáo hoàng của Italia, nhưng vì là người Do Thái và chống phát xít nên ông đã bị tước bỏ các danh hiệu này.

Tên của ông được đặt cho một hố thiên thạch trên Mặt Trăng.