Sein wissenschaftliches Interesse war außerordentlich groß: Er trug sehr viel zur analytischen Theorie der Differentialgleichungen bei; auch seine Arbeiten zur mathematischen Theorie der Wellenausbreitung (einige davon zusammen mit S. L. Sobolev) sind weithin bekannt. Seine grundlegenden Ergebnisse in der Theorie der orthogonalen Polynome und über die Randeigenschaften analytischer Funktionen haben die Entwicklung dieser Gebiete nachhaltig beeinflusst.
Smirnov war ein hervorragender Lehrer und wissenschaftlicher Organisator. Während seines langen Lebens hatte er viele mathematischen und mechanische Lehrstühle inne und gab sehr viele Vorlesungen aus verschiedenen Bereichen (allgemein und speziell). Er war Initiator vieler wissenschaftlicher Seminare, einschließlich der ersten Leningrad-Seminare zur Funktionalanalysis und Operatortheorie sowie zu Näherungsmethoden der Analysis. Ein von ihm begründetes Seminar zur Mathematischen Physik (das heute noch stattfindet) ist als »Smirnov-Seminar« weltbekannt.
Im Jahre 1924 begann V. I. Smirnov mit »Lehrgang der höheren Mathematik«, seinem Lebenswerk. Viele Generationen künftiger Mathematiker, Physiker und Ingenieure lernten und lernen aus diesem fünfbändigen Buch, das wiederholt neu aufgelegt und in viele Sprachen übersetzt wurde.
Smirnov war eine strahlende Persönlichkeit, die für einige Jahrzehnte im Zentrum des mathematischen Lebens in Leningrad (und nicht nur Leningrad) stand. Gleichzeitig war er außerordentlich liebenswürdig und großzügig und hatte einen förderlichen Einfluss auf viele Menschen.