В 1941–1944 гг., в эвакуации, он заведовал кафедрой биологических наук Уральского лесотехнического института (Свердловск), был начальником Южно-Киргизской экспедиции АН СССР (1944). С 1944 по 1948 г. Сукачев – профессор, заведующий кафедрой дендрологии и систематики растений Московского лесотехнического института. В 1944 г. он организовал в Москве Институт леса АН СССР (с 1958 – Институт леса и древесины СО АН СССР, Красноярск, с 1967 – им. В.Н. Сукачева, с 1992 – Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН), которым руководил до 1958 г. Кроме того, он был основателем и первым заведующим (1946—53) кафедрой ботанической географии (впоследствии – биогеографии) географического факультета МГУ, а также директором (1958—1962) организованной по его инициативе Лаборатории лесоведения АН СССР. С 1962 г. он работал в Ботаническом институте АН СССР в Ленинграде (в 1964—1966 – зав. лабораторией биогеоценологии).
В.Н. Сукачев был одним из членов-учредителей Всероссийского ботанического общества (в 1941–1963 – президент, с 1963 – почетный президент), членом Совета Всесоюзного географического общества (с 1940), президентом Московского общества испытателей природы (1955—1967), председателем научного совета по проблеме «Комплексное биогеоценотическое изучение живой природы и научные основы ее освоения и охраны» (1965—1966). На протяжении ряда лет он возглавлял Комиссию по изучению четвертичного периода АН СССР. Он был также главным редактором «Ботанического журнала» (1946—1958), «Бюллетеня МОИП: Отдел биологический» (1948—1967) и журнала «Лесоведение» (1955—1967).
Научные интересы В.Н. Сукачева были очень широки. Его исследования внесли заметный вклад в развитие самых разных областей науки: биологии и географии, геологии и почвоведения, палеоботаники и лесоведения. Он – один из основоположников фитоценологии – учения о растительных сообществах, создатель отечественной школы фитоценологов. Фактически с самого начала его самостоятельной научной работы изучение растительных сообществ стало главным направлением его исследовательской деятельности. Немаловажную роль в этом сыграл его учитель Г.Ф. Морозов, талант которого, как неоднократно повторял сам Сукачев, просто покорил его. Уже первая работа Сукачева в этом направлении, «Очерк растительности юго-восточной части Курской губернии» (она была опубликована в 3-м выпуске «Известий Санкт-Петербургского лесного института» за 1903 г.), была высоко оценена специалистами: в 1903 г. совет Лесного института наградил за нее молодого ученого золотой медалью. Позже по заданию Вольного экономического общества Сукачев, совместно с Н.А. Бушем, А.Ф. Флеровым и др., участвовал в составлении «Предварительных программ для ботанико-географических исследований» (Псков, 1909), где были описаны методы изучения растительных сообществ лесов, болот, степей и водоемов.