В начале своего научного пути Владимир Георгиевич Гептнер был увлечен орнитологией. Свою «первую любовь» Владимир Георгиевич не забыл и во время дальнейшей деятельности. По вопросам орнитологии им опубликовано около 20 работ, но, когда ему исполнилось 24 года, основные усилия он сконцентрировал в териологии. В этом проявилось влияние учителя и друга — С. И. Огнева. К примеру, его кухонный стол всегда был завален различными рукописями и черновиками.

Владимир Георгиевич начинает разрабатывать систематику песчанок. Он глубоко увлечен этой работой. Он ведет ее на основе новой концепции — биологической концепции вида. Владимир Георгиевич описывает новые виды песчанок — песчанку Зарудного, песчанку Виноградова и более 15 новых подвидов; им опубликовано более 20 работ, посвященных этой группе животных, но работа с песчанками не закончена и поныне. Совсем недавно Владимир Георгиевич исследует изменчивость окраски меха этих грызунов в зависимости от окраски почвы, на которой они живут. Им планируется монография по этим животным.

Научные интересы Владимира Георгиевича очень широки, они связаны с проблемами эволюции, главным образом микроэволюции, со структурой вида и видообразования, с общими проблемами систематики и зоогеографии. Большое внимание Владимир Георгиевич уделял и уделяет научно-прикладным вопросам промыслового и спортивного охотничьего хозяйства, борьбы с вредителями сельского хозяйства, медицинской зоологии.