Владимир Минкин является выдающимся ученым с широким спектром научных интересов, одним из лидеров в области теоретической физической органической химии. Созданные и развитые им научные направления многообразны и актуальны для мировой химической науки.

К числу таких научных направлений относится разработка проблем ароматичности, ставшей одной из центральных областей его исследований, изучение новых типов быстрых сигматропных таутомерных перегруппировок, одним из результатов исследования этих динамических процессов было открытие исключительно быстрых перемещений ацильных групп между нуклеофильными центрами внутри молекулы.

Владимир Минкин также занимался разработкой рациональной стратегии конструирования новых структурных типов неклассических органических и элементоорганических соединений и внес значительный вклад в исследование бистабильных молекулярных систем с управляемыми светом обратимыми перегруппировками. Благодаря Минкину получили развитие новые методы синтеза многих управляемыми светом обратимыми перегруппировками, а также новые методы синтеза многих новых классов теллуроорганических соединений.