El trabajo de Juan Bautista Plaza como musicólogo se centró principalmente en el estudio, la investigación y el rescate de la música colonial venezolana.

En 1935 el violinista Ascanio Negretti descubrió en los sótanos de la Escuela de Música y Declamación una gran cantidad de manuscritos musicales de la colonia. El hallazgo resultó de primera importancia ya que hasta el presente constituye el archivo más grande y completo que existe de música colonial venezolana. De inmediato Vicente Emilio Sojo y Juan Bautista Plaza se interesaron por el material aunque no disponían del tiempo necesario para avocarse al estudio y la reconstrucción de las viejas partituras.

Por esa época, Plaza trabajaba como oficial en la Dirección de Ceremonial y Cancillería del Ministerio de Relaciones Exteriores. Al morir Gómez, el doctor Gil Borges fue nombrado Canciller y al revisar la lista de los empleados se encontró con el nombre de Juan Bautista Plaza, quién había sido su alumno de Derecho hacia 1917. Lo mandó a llamar para preguntarle el porqué se encontraba allí en vez de dedicarse por completo a la música. Tras escucharlo, le preguntó si existía algún proyecto musical con el cual podía ayudarlo. Plaza le propuso su idea de rescatar la música del archivo hallado en la Escuela de Música. El doctor Borges se comunicó con el Ministro de Educación y el 12 de agosto de 1936 Plaza fue comisionado para ordenar, copiar y conservar el archivo de música colonial.

Desde ese momento y hasta el 18 de octubre de 1944, Plaza se dedicó arduamente al meticuloso trabajo de reordenar, copiar y luego reconstruir más de ochenta de las partituras que allí se encontraron. El trabajo de copiar en limpio las partituras de director de muchas de las obras más significativas era fundamental ya que en la mayoría de los casos tan solo existían las particellas instrumentales y vocales. Para llevar a cabo la labor encomendada, Plaza contó con la colaboración de los entonces estudiantes Antonio Estévez y Víctor Guillermo Ramos. Una vez copiadas las partituras de director, Plaza se dedicó al análisis y posterior reconstrucción de las partes instrumentales o vocales faltantes o incompletas debido a la pérdida o al deterioro de los originales.

En enero de 1939 el musicólogo Francisco Curt Lange llegó a Caracas con la finalidad de incorporar a Venezuela al "Americanismo Musical", un importante movimiento que lideraba por todo el continente desde hacía varios años. Plaza le mostró el trabajo que llevaba a cabo en el Archivo de Música Colonial, frente a lo cual Curt Lange acuñó la célebre frase "El milagro musical americano". Acordaron realizar una edición conjunta de doce de las obras más significativas. El gobierno venezolano costearía la edición, mientras que el Instituto Interamericano de Musicología de Montevideo se encargaría de coordinar todo lo referente al proceso de impresión de las obras en Uruguay.

Tras superar diferentes inconvenientes, finalmente en 1943 se editaron los doce cuadernos que conforman la colección Archivo de Música Colonial Venezolana y que contienen las siguientes obras:

1. Pésame a la Virgen de Juan José Landaeta
2. Tres Lecciones para el Oficio de Difuntos de José Ángel Lamas
3. Tristis Est de Cayetano Carreño
4. Salve de Juan Manuel Olivares
5. Salve Regina de José Ángel Lamas
6. In Monte Oliveti de Cayetano Carreño
7. Popule Meus de José Ángel Lamas
8. Christus Factus Est de José Antonio Caro de Boesi
9. Llorad Mortales, Pésame a la Virgen, de Pedro Nolasco Colón
10. Niño Mío, Tono de Navidad, de José Francisco Velásquez
11. Salve Regina de Juan José Landaeta
12. Tercera Lección de Difuntos de José Francisco Velásquez.

El trabajo de Plaza no se limitó sólo a reconstruir y a editar las obras. Era también necesario darlas a conocer. El Orfeón Lamas y la Orquesta Sinfónica Venezuela bajo la dirección de Vicente Emilio Sojo fueron los principales protagonistas de esta tarea divulgativa ya que todos los años presentaban un concierto sacro con obras coloniales. Pero Plaza también quiso realizar su aporte en ese sentido y en cuatro oportunidades organizó y dirigió sendos conciertos con esta música. Los eventos tuvieron lugar en la Iglesia de San Francisco en 1942, en el Museo de Arte colonial en 1944 y 1948, así como en la Biblioteca Nacional en 1948. A estas presentaciones hay que agregar el hecho que también incluyó algunas de estas obras en el repertorio de la Catedral de Caracas. En marzo de 1942, mientras se encontraba en los Estados Unidos, logró reunir un grupo de músicos y cantantes con la colaboración del musicólogo Carleton Sprague Smith, para ofrecer un concierto de música colonial venezolana en la Biblioteca Pública de Nueva York.

Conociendo ya parte de la música que se compuso en los tiempos coloniales, Plaza se propuso escribir la historia de la música venezolana de ese período. El ambicioso proyecto nunca fue terminado, pero en cambio si concluyó y publicó ocho estudios históricos y analíticos sobre diversos tópicos de nuestra música colonial. Estos trabajos bien documentados fueron publicados en diversas revistas de la época y han sido reimpresos más recientemente en la Revista Musical de Venezuela y en el libro Temas de la Música Colonial Venezolana.

- Don Bartolomé Bello, 1943
- Juan Manuel Olivares, el más antiguo compositor venezolano, 1947
- El Himno Nacional de Venezuela. Datos históricos y comentarios críticos, 1947
- José Ángel Lamas, 1953
- El Padre Sojo, 1957
- Música colonial venezolana, 1958
- Music in Caracas during the Colonial Period (1770-1811), 1943
- La música colonial venezolana al día con la europea, 1964.

Al utilizar parte de este material se agradece citar la siguiente fuente:
Sangiorgi, Felipe. Vida y Obra del Maestro Juan Bautista Plaza. CD-ROM. Fundación Juan Bautista Plaza, Caracas, 2002.