Od 1889 wykładał jako profesor nadzwyczajny, następnie profesor zwyczajny na szwajcarskim Uniwersytecie we Fryburgu, później był profesorem historii literatury polskiej Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Wileńskiego, od 1904 Uniwersytetu Lwowskiego, od 1920 Uniwersytetu Jagiellońskiego, gdzie był rektorem w latach 1928–1929. Wykładał literaturę polską przedrozbiorową i romantyzm. W okresie lwowskim Kallenbach badał przede wszystkim twórczość Mickiewicza i Krasińskiego, zajął się też Słowackim. Jego prace dotyczące literatury staropolskiej są cennym źródłem historycznym. W latach 1886–1889 pracował w Bibliotece Akademii Umiejętności w Krakowie.
Był członkiem korespondentem Towarzystwa Muzeum Narodowego Polskiego w Rapperswilu od 1893 rokuSprawozdanie z Zarządu Muzeum Narodowego Polskiego w Rapperswylu za Rok ...., 1899, s. 8., członkiem Akademii Umiejętności od 1906, członkiem poznańskiego Towarzystwa Naukowego, członkiem czynnym warszawskiego Towarzystwa Naukowego, członkiem zamiejscowym Towarzystwa Naukowego we Lwowie. Pełnił funkcję prezesa Towarzystwa Nauczycieli Szkół Wyższych we Lwowie. W latach 1905-1910 był prezesem Polskiego Towarzystwa Ludoznawczego. W Warszawie był dyrektorem Biblioteki Ordynacji Krasińskich. Sprawował stanowisko dyrektora Muzeum i Biblioteki Czartoryskich w Krakowie.