Литературоведческая деятельность
Получил первую известность благодаря литературоведческим публикациям (о стиле писателей-классиков и современников: А. С. Пушкина, Н. В. Гоголя, Ф. М. Достоевского, Н. С. Лескова, А. А. Ахматовой и др.; выступал также с чисто историко-литературными работами, публикациями неизданных произведений и т. п.). Свой метод определял как историко-литературный (с обязательным исследованием широкого исторического контекста изучаемого произведения, в том числе «малых имён», «низовой литературы»), однако считал необходимым особое исследование языка и стиля писателя. При этом он скептически относился к господствующему в 1920-е годы классово-социологическому подходу. Всю жизнь не терял интереса к литературоведению, особенно к изучению индивидуального стиля писателей (руководил составлением «Словаря языка Пушкина» в 1950-е годы; см. также библиографию) и к сравнительным историко-литературным исследованиям. Виноградова и его жену Надежду Матвеевну связывали многолетние приятельские отношения с Ахматовой; Виноградов участвовал в обсуждении нескольких её статей пушкинского цикла.
Достаточно рано Виноградов проявил себя и как лингвист; он стал одним из последних учеников академика А. А. Шахматова (работа о фонеме ять в северных говорах). До 1929 года работал в Петрограде (Ленинграде), где испытал влияние Л. В. Щербы, но затем переехал в Москву и создал собственную лингвистическую школу (т. н. виноградовскую школу русистики). Работал в МГПИ, МОПИ, Заочном педагогическом институте. В своих работах он продолжал традиции русского дореволюционного языкознания, скептически относясь к структурализму и другим влиятельным направлениям лингвистики XX века; для работ Виноградова характерно внимательное отношение к конкретному языковому материалу, прежде всего русского языка и в особенности языка русской классической художественной литературы (практически все его лингвистические труды посвящены именно русистике). Одна из самых оригинальных его работ — не вышедшая отдельным изданием при жизни «История слов» (1-е изд. 1994), посвящённая истории возникновения и развития семантики русских слов, со множеством редких примеров. Виноградов был автором широко цитируемой книги «Русский язык. Грамматическое учение о слове» (написанной в основном в 1930-х годах и в переработанном виде опубликованной в 1947 году). Под его редакцией была подготовлена «Грамматика русского языка» (1952—1954), первая «академическая грамматика» русского языка, созданная в советский период. Ряд положений грамматической концепции Виноградова восходит к работам Ш. Балли.
Виноградов — автор ряда заметных работ по истории русского языкознания. Свой анализ русской синтаксической традиции В. В. Виноградов изложил в книге «Из истории изучения русского синтаксиса (от Ломоносова до Потебни и Фортунатова)» (1958) и в статьях, посвящённых грамматическим взглядам М. В. Ломоносова, А. Х. Востокова, А. А. Потебни, А. В. Добиаша, А. А. Шахматова, А. М. Пешковского, Л. В. Щербы, И. И. Мещанинова, М. Н. Петерсона и других учёных (Эти статьи переизданы в кн.: Виноградов В. В. Избранные труды: Исследования по русской грамматике. М., 1975). В. В. Виноградов напечатал широкий обзор работ по русскому литературному языку — «Русская наука о русском литературном языке» (1946). Посмертно вышел также сборник избранных работ по истории русских лингвистических учений, рекомендуемый в качестве учебного пособия по одноимённому курсу.
Участвовал в составлении «Толкового словаря русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (т. 1-4, 1935—1940), в редактировании «Словаря современного русского литературного языка» (т. 1-17, 1948—1965) и «Словаря русского языка» (т. 1-4, 1957—1961). В 1960-е годы был председателем Орфографической комиссии АН СССР.