Ha dedicado la mayor parte de su labor investigadora al estudio de la literatura inglesa del Romanticismo. Realizó su tesis doctoral sobre la poética y la poesía de Samuel Taylor Coleridge, tema sobre el que tiene publicados dos libros y diversos artículos. Ha dedicado también varios trabajos al estudio de la teoría literaria del autor renacentista Philip Sidney, quien en su obra Defence of Poetry, publicada a finales del siglo XVII, realizó una enfática y brillante defensa de la ficción poética. Esta labor se ha visto continuada en un trabajo posterior sobre la teoría de la novela del comediógrafo y novelista inglés del siglo XVIII Henry Fielding, aparecido en 2011.
En los últimos años viene trabajando de forma general en la recepción de la literatura romántica británica en España. La Dra. Perojo Arronte cuenta con varias publicaciones sobre este tema; ha dirigido un proyecto de investigación subvencionado por la Junta de Castilla y León, y en 2011 organizó en la Universidad de Valladolid el congreso anual de la International Byron Society (“Byron and Latin Culture”) dedicado a la tradición de la cultura latina en la obra de Byron así como a la recepción de la obra del poeta inglés en los países de lenguas romances.