Работал в Средней Азии вдоль трассы Закаспийской железной дороги (Кизил-Арват, Чарджоу, Теджен, Мургаб). В 1887 году вел научные разыскания на Амударье, на Узбое. В 1988 году перебрался в Иркутск – в Горное управление. Работал в Прибайкалье, на Лене, в Олекмо-Витимском золотоносном районе. Принимал участие в экспедиции Григория Потанина на Кяхту и Кульджу. За исследования в Центральной Азии был удостоен премии имени Пржевальского (от Русского географического общества), а позже (1898) – премии имени Чихачева (от Парижской академии). С ранних лет обращался к литературе. Семья вообще была «литературная»: дядя Обручева дружил с Чернышевским, а тетка (по отцу) Мария Александровна – одна из первых получила в России высшее образование. Прообразом Веры Павловны Лопухиной в знаменитом романе Чернышевского «Что делать?» была именно она.
Почти одиннадцать лет Обручев читал лекции в Томском политехническом институте, но в 1912 году по требованию министра народного просвещения (за поддержку студенческого движения) вынужден был выйти в отставку, переехал в Москву. Повесть «Тепловая шахта», над которой он в то время работал, возможно, встала бы рядом с его знаменитыми романами «Плутония» и «Земля Санникова», но, к сожалению, так и осталась незаконченной.
Гражданская война захватила Обручева в Харькове.
До 1921 года состоял штатным профессором Таврического университета.
Вернувшись в Москву, читал лекции в Московской горной академии, вел экспертные работы по золотоносным районам. «Впервые я увидел Владимира Афанасьевича на большом пустынном дворе Московской горной академии, окаймленном скучными желтыми зданиями бывшего мещанского училища, – вспоминал ученик Обручева геолог Е. В. Павловский. – Энергичными шагами двор пересекал суровый с виду старик в форменной фуражке горного инженера, одетый в парусиновую толстовку, серые брюки, заправленные в сапоги. Бросались в глаза маленький рост, желтоватая прокуренная седая борода, стекла очков, за которыми молодо блестели небольшие светлые глаза, прямая спина, военная выправка всей фигуры, от которой веяло совсем иным, чем жил наш студенческий, несколько бесшабашный мирок в эти первые послереволюционные годы, годы нэпа. Стукая тростью в такт каждому шагу, профессор пересек двор и вышел через ворота на Калужскую улицу…»
«Весной 1922 г., – вспоминал сам Обручев, – на годичном собрании Московской горной академии по поводу трехлетия ее существования я сделал доклад об ископаемых богатствах России и их утилизации для войны, иллюстрированный выполненными мною цветными диапозитивами. Доклад подводил краткий итог состоянию горного дела при старом режиме. Цветные диапозитивы хорошо показывали то небольшое значение, которое имела до революции наша огромная территория по сравнению с другими государствами в отношении добычи большой части минерального сырья. На этом собрании присутствовал М. И. Калинин, которому И.М. Губкин (академик, –
Такая возможность нашлась.
В 1924 году научно-фантастический роман «Плутония» с подзаголовком «Необычайное путешествие в недра Земли» вышла в Ленинграде в маленьком издательстве «Путь к знанию».
«Плутония» написана мною с целью дать нашим читателям возможно более правильное представление о природе минувших геологических периодов, о существовавших в те далекие времена животных и растениях, в занимательной форме научно-фантастического романа, – писал Обручев. – Для этого я воспользовался гипотезой, которая совершенно серьезно обсуждалась в заграничной научной литературе сто с лишним лет назад и имела многочисленных сторонников. Они утверждали, что земной шар пустотелый, что недра его освещены маленьким светилом и населены. В главе «Научная беседа» эта гипотеза изложена подробно, и Труханов, конечно, защищает ее. Эта гипотеза давно уже отвергнута наукой, и хотя мы в точности еще не знаем, каково состояние земного ядра, но можно поручиться, что ни внутреннего светила, ни отверстия, ведущего в недра, не существует…»