С 1973 г. педагогическая работа   В. С. Пугачёва сосредоточена в Московском авиационном институте им. Серго Орджоникидзе (МАИ), где он вел педагогическую работу в конце 30-х годов. В МАИ он организовал кафедру теории вероятностей и математической статистики на факультете прикладной математики, создал новые специальные курсы. По материалам лекций был написан учебник «Теория вероятностей и математическая статистика» (1979). Книга переведена и издана на английском (1984) и французском языках (1982).

В конце 70-х — начале 80-х годов   В. С. Пугачёвым заложены основы нового научного направления в теории управления и информатике — теории условно оптимальной фильтрации и экстраполяции процессов в стохастических системах.