Локтєв В.М. – видатний фізик-теоретик з широким колом наукових інтересів. Основні напрямки його наукової діяльності – теоретична фізика, зокрема, високотемпературна надпровідність, теорія фазових переходів у конденсованих системах, фізика магнітних явищ, спінтроніка. Він є автором понад двох сотень наукових праць, опублікованих у провідних вітчизняних та зарубіжних виданнях, кількох монографій. За свої видатні наукові здобутки отримав почесне звання «Заслужений діяч науки і техніки України», він є лауреатом двох Державних премій України у галузі науки і техніки, був нагороджений медаллю НАН України імені В.І. Вернадського.

Основне коло наукових інтересів В.М. Локтєва – теорія конденсованого стану речовини та фізичних явищ у наноструктурах. До таких систем відносяться молекулярні впорядковані структури, кріокристали, невпорядковані магнетики, квазідвовимірні антиферомагнетики, плівки фулеритів та ін. Досліджуючи ці структури, В.М. Локтєв отримав низку важливих теоретичних результатів, які здобули експериментальне підтвердження. Зокрема, він створив теорію домішкових станів великого радіуса у кристалах, яка отримала назву теорії Іванова-Локтєва- Поголєлова. Наукові результати світового значення вчений здобув у вивченні магнітних систем, зокрема, ізотропних та анізотропних феромагнетиків. В. М. Локтєв побудував теорію спінових збуджень у невпорядкованих магнетиках з сильною одноіонною анізотропією і теорію спінових хвиль та формування магнітопружної щілини у квазідвовимірних антиферомагнетиках.