Закончив очную аспирантуру в 1981 году, он защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата наук по теме: “Искусство якутских олонхосутов”. В 1997 г. в г. Улан-Удэ Василий Васильевич защищает диссертацию на соискание ученой степени доктора наук на тему: “Сказительство в системе фольклорной традиции народа саха”.

Основная тема научно-исследовательской деятельности профессора В.В. Илларионова – устная традиция якутских олонхосутов. В.В. Илларионов – один из ответственных исполнителей академической серии “Памятники фольклора Сибири и Дальнего Востока”. Им были подготовлены и вышли из печати олонхо “Кыыс Дэбилийэ” Н.П. Бурнашева (1993), “Могучий Эр Со5отох” В.О. Каратаева (1996), сборник “Обрядовая поэзия саха (якутов)” (2003), «Якутские народные сказки» (2008). Научную работу по сбору и изданию фольклорных памятников В.В. Илларионов сочетает с практической деятельностью по возрождению и развитию традиционной культуры народа саха.

Профессор Илларионов много сил отдает подготовке научных кадров по фольклористике, является членом диссертационного Совета Д 212 306.06 по защите докторских диссертаций на соискание ученой степени доктора филологических наук по специальности 10.01.02 – Литература народов РФ (якутская литература). Под его руководством защитились 5 аспиранта очной и заочной формы обучения (В.А. Ноговицын (2005), А.Н. Данилова (2008), А.А. Кузьмина (2008), Л.П. Герасимова (2010), О.Н. Дмитриева (2011).

Под руководством профессора В.В. Илларионова ведутся научно-исследовательские работы I Подпрограммы «Международный центр Олонхо и научные исследования по эпосу» Государственной целевой программы Олонхо (2005-2015 г.г.) в Республике Саха (Якутия). Под его непосредственным руководством в 2008 году преподавателями ФЯФК и ФТИ ЯГУ выигран Грант Аналитической ведомственной целевой программы по теме «Распределенная информационная система «Эпические традиции и современность». Профессор Илларионов является автором более 300 научных трудов и учебно-методической литературы.

Для В.В. Илларионова характерна активная жизненная позиция, ведет большую общественную работу в республике. Он избран членом Правлений республиканской ассоциации «Олонхо», республиканского комитета «Десятилетие программы Олонхо», в течение 20-и с лишним лет возглавляет жюри по осуохаю, является членом редколлегий рецензируемого журнала ВАК «Вестник ЯГУ», академической серии “Памятники фольклора народов Сибири и Дальнего Востока”, республиканской серии “Саха боотурдара”.

Награды: Знак “Отличник культуры Республики Саха (Якутия)”; Медаль Академии наук Республики Саха (Якутия) за развитие науки в республике; Звание “Заслуженный деятель науки Республики Саха (Якутия)”; Почетный знак «Учитель учителей» (2006); Нагрудной знак «Методист Якутии» (2006); Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации; Знак «Гражданская доблесть».

Ведет теоретические и практические курсы дисциплин «Якутское устное народное творчество», «Фольклор родного народа саха»; «Фольклор народов СВ РФ»; спецкурсы «Введение в олонховедение»; «Фольклор тюрских народов»; «Сказительское искусство», «Искусство якутских олонхосутов». Руководитель научно-исследовательской студии «Олонхо».