В. М. Липунов — автор идеи «Машины сценариев», специальной компьютерной программы, наиболее полно моделирующей эволюцию двойных звёзд, включая эволюцию нейтронных звёзд и чёрных дыр, и воплощённой в «железе» совместно с В. Г. Корниловым в 1983 г. С помощью «Машины сценариев» впервые был рассчитан спектр гравитационно-волнового фона Вселенной, создаваемого двойными звёздами; впервые рассчитана частота столкновений нейтронных звёзд и чёрных дыр во Вселенной; предсказаны некоторые, тогда ещё неизвестные, стадии эволюции двойных звёзд — радиопульсар в паре с голубой звездой; предсказано существование во Вселенной идеальной естественной релятивистской лаборатории — радиопульсар в паре с чёрной дырой. Также с её помощью была обнаружена эволюция галактик в рентгеновских лучах, подтверждённая через 15 лет наблюдениями в космосе. Подобные «Машины сценариев» на Западе стали создаваться лишь через 10 лет.
С начала 1990-х гг. отстаивал космологическую природу гамма-всплесков — самых мощных взрывов во Вселенной, для наблюдения которых под его руководством был создан первый российский робот-телескоп «МАСТЕР». Автор более 200 научных статей, монографий, учебников и десятков научно-популярных статей и книг, переведённых за рубежом.
В. М. Липунов — заслуженный работник высшего образования РФ и лауреат Ломоносовской премии.