Сфера научных интересов – организация комплексного транспортного обслуживания значительных территорий в общегосударственном масштабе за счёт взаимодействия различных путей и средств передвижения, включая достаточно экзотичные (например, ледовые, деревянно-лежневые, монорельсовые дороги и т.п.); теоретические основы проектирования транспортных узлов и планирования перевозочной работы. С энтузиазмом восприняв большевистскую революцию 1917 г., Образцов старался использовать объективные преимущества социализма в интересах всемерного совершенствования транспортной отрасли. Так, уже к началу 1930-х гг. им было предложено формирование единой рельсовой сети СССР путём переустройства и дальнейшего нового строительства в соответствии с унифицированными стандартами железнодорожных, трамвайных, внутризаводских путей, а в перспективе – также метрополитенов. При этом Образцов постоянно и активно стремился реализовать собственные теоретические разработки на практике, для чего, в частности, выдвигался и избирался в 1930-х гг. депутатом Верховного Совета СССР 1-го и 2-го созывов. К сожалению, объективная обстановка той эпохи не способствовала претворению столь масштабных идей в жизнь. Лишь много позже, на рубеже ХХ–ХХIвв., замысел интегрированной рельсовой сети был без ссылок на Образцова реализован, в частности применительно к окрестностям г. Карлсруэ (Германия), и накопленные с тех пор практические результаты такого опыта признаны исключительно позитивными, достойными всемерного распространения.
Обладая энциклопедическими знаниями о транспорте, В.Н. Образцов неоднократно предлагал простые, но эффективные решения сложных проблем, возникавших перед отраслью в экстремальных условиях Первой мировой и Великой Отечественной войн, а также – «социалистической индустриализации» 1930-х гг. с её высочайшими темпами и не скрываемыми ныне более «перегибами».
Научные заслуги В.Н. Образцова отмечены Сталинскими (Государственными) премиями 1942 и 1943 гг.
В заключительный период жизни (1946–1949 гг.) Образцов уделил немалое внимание ретроспективному анализу развития транспорта, в том числе ко всенародному празднованию 800-летия Москвы (1947). Им была выдвинута достойная внимания, хотя не бесспорная, теория эволюции одиночных средств передвижения в модульно-многозвенные: от телеги – к автопоезду и железнодорожному составу, от одиночного судна – к буксиру с несколькими баржами и т.п.
Прожив значительную часть жизни в Москве, Образцов старался всемерно применять собственные знания и общественное положение на благо города: был одним из организаторов сбора средств на новый православный храм в Сокольниках (1913), активным участником разработки первых планов комплексной реконструкции Москвы 1910–1930-х гг.
