В.Л. Гинзбург являлся одним из очень немногих физиков-универсалов.
Научную деятельность начал с задач квантовой электродинамики. Выяснил ряд тонких вопросов теории излучения, в частности объяснил возникший при расчете по теории возмущений парадокс об излучении энергии равномерно движущимся зарядом. Позднее (в 1940-е годы) занялся задачами теории элементарных частиц, связанными с описанием частиц с высшими спинами. Построил первую релятивистскую квантовую модель частицы, которая может находиться в состояниях с разными значениями спина, исследовал вопросы, относящиеся к частице со спином 3/2. Впервые предложил (совм. с И.Е. Таммом) релятивистские уравнения для частицы с внутренними степенями свободы (модель «релятивистского волчка»). Значительная часть научной деятельности связана с разработкой теории излучения и распространения света в твердых телах и жидкостях. Построил квантовую теорию эффекта Вавилова-Черенкова, теорию сверхсветового излучения в анизотропных и неоднородных средах. В 1945 г. создал (совм. с И.М. Франком) теорию нового типа излучения — переходного излучения, возникающего при пересечении частицей границы двух сред. Классические результаты относятся к одному из узловых вопросов фазовых переходов — о пределах применимости теории среднего поля Ландау. Установил простой и физически наглядный критерий применимости теории Ландау (его называют критерием Гинзбурга и используют понятие «число Гинзбурга»). Разработал (совм. с Л.П. Питаевским и А.А. Собяниным) полуфеноменологическую теорию сверхтекучести. Создал (совм. с Л.Д. Ландау) полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости, предвосхитившую ряд важных элементов созданной позднее микроскопической теории Бардина — Купера — Шриффера. Выполнил большой цикл работ, относящихся к астрофизике космических лучей. Разрабатывал важную идею о существовании галокосмических лучей, получившую экспериментальное подтверждение. Одним из первых оценил важнейшую роль гамма- и рентгеновской астрономии и приложил много сил для их развития. Активно занимался теорией сил Ван-дер-Ваальса и проблемой сверхдиамагнетизма, «мягкими модами» в сегнетоэлектриках и изучением тороидных дипольных моментов, равномерно движущихся в среде. Заново проанализировал граничные условия в макроскопической теории сверхпроводимости, написал фундаментальные обзоры, посвященные механизмам высокотемпературной сверхпроводимости и проблемам происхождения и распространения космических лучей, гамма-астрономии, специальным вопросам общей теории относительности и другим фундаментальным вопросам физики и астрофизики.
Тема кандидатской диссертации: «Некоторые вопросы квантовой электродинамики». Тема докторской диссертации: «К теории элементарных частиц».
Важнейшая заслуга ВЛ. Гинзбурга, связанная с созданием термоядерного оружия в нашей стране, — это его идея об использовании дейтерида лития в водородной бомбе. По терминологии академика А.Д. Сахарова, это одна из двух главных идей в этой проблеме.
Исключительно важны идеи В.Л.Гинзбурга и его активная пропаганда поиска и использования высокотемпературных сверхпроводников. Им и его сотрудниками проанализированы различные возможности объяснения физических механизмов ВТСП — явления, открытие которого в значительной степени было инициировано В.Л. Гинзбургом и сотрудниками возглавляемой им группы. Важность этих исследований прямо связана с технологическими приложениями и проблемой получения новых материалов для технических применений. Создал научные школы по космофизике, физике твердого тела, теории сверхпроводимости, радиофизике.
На кафедре проблем физики и астрофизики МФТИ, возглавляемой В.Л. Гинзбургом, почти каждый второй выпускник стал кандидатом наук, более 30 человек стали докторами наук.
Непосредственно под руководством В.Л. Гинзбурга защитили диссертации несколько десятков человек. Среди них академики РАН Л.В. Келдыш, Е.С. Фрадкин, В.В. Железняков, А.В. Гуревич, член-корр. РАН В.П. Силин и др.
С 1956 по 2001 г. В.Л. Гинзбург руководил уникальным еженедельным общемосковским семинаром по теоретической физике в Физическом институте РАН. Семинар В.Л. Гинзбурга был великолепной школой и центром физического образования как для уже сложившихся и имеющих свои заслуги в науке физиков, так и для молодого поколения начинающих физиков-теоретиков.