McFadden forschte zu ökonometrischen Methoden für diskrete Entscheidungen. Ein Beispiel ist das Logit-Regressionsmodell. Diskrete Entscheidungen zeichnen sich durch eine beschränkte Anzahl von Möglichkeiten aus, die sich binär modellieren lassen. Eine 1 stünde etwa für „Ereignis trat ein“ und eine 0 für „Ereignis trat nicht ein“. Beispielsweise ließe sich untersuchen, ob ein Individuum arbeitet, und nicht wie zuvor, wie viele Stunden es arbeitet.
Mit Logit-Modellen lassen sich jedoch auch Wahrscheinlichkeiten bzw. relative Häufigkeiten modellieren, weil diese numerisch zwischen 0 (=0% relative Häufigkeit) und 1 (=100% relative Häufigkeit) schwanken. Eine der ersten großen empirischen Anwendungen des Logit-Modells war daher McFaddens Studie zur Gründung der Nahverkehrsgesellschaft Bay Area Rapid Transit in San Francisco Mitte der 1970er Jahre.
(mit Thomas A. Domencich): Urban travel demand. A behavioral analysis (= Contributions to economic analysis, Bd. 93). North-Holland, Amsterdam 1975, ISBN 0-7204-3196-4.
(Hrsg., mit Melvyn A. Fuss): Production economics. A dual approach to theory and applications. Zwei Bände (= Contributions to economic analysis, Bd. 110 u. 111). North-Holland, Amsterdam 1978, ISBN 0-444-85014-7.
(mit Thomas G. Cowing): Microeconomic modeling and policy analysis. Studies in residential energy demand. Academic Press, Orlando 1984, ISBN 0-12-194060-8.
(Mithrsg.): Contingent valuation of environmental goods. A comprehensive critique. Elgar, Cheltenham 2017, ISBN 978-1-78643-468-5.
↑D. McFadden: Conditional logit analysis of qualitative choice behaviour. In: P. Zarembka (Hrsg.): Frontiers in Econometrics. Academic Press, New York 1974, S. 105–142.