Хотя круг научных интересов В.Воеводского был очень широк, и за свою сравнительно короткую жизнь он сумел сделать небычайно много в различных областях науки, по существу его всегда занимала одна основная проблема - физические механизмы элементарного химического акта.

Научная деятельность В.Воеводского началась в 1940 году серией уже ставших классическими исследований механизма горения водорода. Он внес большой экспериментальный и теоретический вклад в развитие учения о цепных разветвленных газовых реакциях. Последние 10-12 лет В.Воеводский большую часть своего времени посвящал работам, связанным с применением в химии метода электронного парамагнитного резонанса. Для В.Воеводского магнитная радиоспектроскопия никогда не была самоцелью. Он раньше других понял удивительную адекватность методов магнитной радиоспектроскопии химическим проблемам, адекватность, обусловленную в конечном счете тем, что диапазон частот, используемых в этих методах, близок к обратным временам элементарных химических актов.

В.Воеводский был убежден, что ход химического процесса определяют не только сильные взаимодействия, связанные с большими изменениями энергии реагирующих частиц, но и взаимодействия слабые, управляющие, влияющие на вероятность процесса, но практически не меняющие энергетического спектра. Он надеялся, что методы магнитной радиоспектроскопии позволят ему доказать это общее положение.

В.Воеводского по праву можно назвать одним из создателей новой области науки - химической магнитной радиоспектроскопии. Он внес большой вклад не только в развитие теории ЭПР как метода химического исследования, в создание новых типов спектрометров, специально предназначенных для химических исследований, но и в приложение методов магнитной радиоспектроскопии для решения важнейших проблем современной теоретической химии. К ним относятся свободнорадикальные механизмы химических реакций, явления делокализации и переноса электрона, элементарные акты, происходящие при радиолизе твердых тел и жидкостей, механизмы фотохимических и фотобиологических процессов, особенности кинетики радикальных реакций, в твердой фазе, механизмы гетерогенного катализа и вообще реакций на поверхности твердых тел. Вклад В.Воеводского в развитие всех этих областей химической физики трудно переоценить.