В. В. Пендин является одним из ведущих ученых страны в области инженерной геологии. В круг его научных интересов входит разработка: теоретических и методологических основ использования математических методов в инженерной геологии; концепции раннего предупреждения развития негативных инженерно-геологических процессов; принципов и методов инженерно-геологического районирования и картирования; научно-методической базы инженерно-геологических исследований при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов транспорта углеводородов. Автор и соавтор более 150 научных работ, среди которых 6 монографий, учебник "Инженерная геодинамика" (2007), задачник по механике грунтов (1991), курс лекций по мерзлотоведению (2004).