Более 40 лет Владимир Иванович посвятил изучению волжского и каспийского осетра, сохранению природных богатств Волжского бассейна сначала в Центральном научно-исследовательском институте озерного и речного хозяйства в Астрахани, затем в Институте биологии внутренних вод РАН в Борке.
В восьмидесятые годы он бескомпромиссно выступал против проекта поворота северных рек, который мог обернуться истощением водных ресурсов Волги и Камы, был одним из разработчиков и председателем научного совета федеральной целевой программы "Возрождение Волги".
Автор более 500 научных публикаций, в том числе в журналах США, Англии, Швейцарии, Чехословакии, Румынии, Польши, двенадцати монографий, Владимир Лукьяненко вместе с академиком РАН, патриархом отечественной экологии Александром Яншиным стал организатором создания на территории нашей области отделения Российской экологической академии и руководит ее работой.
В последнее время в качестве советника губернатора по проблемам экологии он принимает участие в становлении переславского национального парка "Плещеево озеро", работает над проблемами ликвидации опасных для Волги прудов - накопителей отходов Менделеевского завода, обеспечения населения качественной питьевой водой и рядом других экологических проектов администрации области.