Интерес к науке и технике у В. С. Пугачёва проявился еще в раннем возрасте. С детских лет он интересовался автомобилями и летательными аппаратами, увлекался астрономией и математикой. В 15-летнем возрасте самостоятельно изучил основы аналитической геометрии и математического анализа, читал книги на английском и французском языках, занимался музыкой и живописью. В. С. Пугачев окончил школу- семилетку в г. Моске в 1926 году.

Следуя традициям семьи по линии матери, В. С. Пугачёв решил стать инженером-  путейцем и поступил в 1928 г. в Московский институт инженеров транспорта.

В 1929 г. В. С. по спецнабору был переведен на второй курс инженерного факультета ВВА им. Н. Е. Жуковского. Вся постановка обучения в академии способствовала быстрому формированию инженеров и ученых в области авиации. Этому помогла и практика, которую В. С. прошел в конструкторских бюро А. Н. Туполева и С. В. Ильюшина. Он окончил академию за два года и в 1931 году был оставлен в ней адъюнктом. Однако ввиду необходимости усилить практические работы для обеспечения быстрейшего развития авиационной техники через полгода летом 1932 года В. С. Пугачёв был назначен начальником вычислительного сектора Научно-испытательного института ВВС.