В 1908 году он защитил докторскую диссертацию: "Учения про клеточные яды в офтальмологии". В 1911 году был утвержден заведующим кафедрой и клиникой глазных медицинского факультета. На протяжении 1912-1920 лет Владимир Петрович одновременно возглавлял кафедру офтальмологии Одесских высших женских курсов.
28 февраля 1912 года В.П. Филатов сделал первую трансплантацию роговицы, в 1913 году - предложил новый метод определения внутриглазного давления – эластотонометрию. В 1914 году он изобрел очень эффективный метод и способ пластики с помощью круглого стебля, который явился ценнейшим вкладом в современную восстановительную хирургию. На протяжении 1922-1938 лет - разработал новые методы полной (1924) и частичной сквозной (1927-1938) пересадки роговицы, сконструировал с Марцинковским специальные инструменты (трепаны). Применил для пересаживания трупную роговицу, проводил послойную трансплантацию роговицы, разрабатывал методику консервирования трупной роговицы, широко внедрял трансплантацию трупной роговицы и т.п.. Разработал принципиально новый метод лечения - тканевую терапию, на основе которой создал учение о биогенных стимуляторах.
В 1936 году по инициативе В.П.Филатова в Одессе был открыт Институт экспериментальной офтальмологии (сейчас – Институт глазных болезней и тканевой терапии имени академика В.П.Филатова), который он возглавлял с 1936 по 1950 год. В послевоенный период коллектив института под руководством В.П.Филатова продолжал разрабатывать важную проблему тканевой терапии – принципиально нового метода лечения, разработанного В.П.Филатовым ещё в 1933 году. На основе этого метода он создал учение о биогенных стимуляторах. В.П.Филатов и его ученики внесли значительный вклад в исследование проблем глаукомы (раннее распознавание болезни, проведение массовых профилактических осмотров, патогенез первичной глаукомы, особенности клинического течения и лечения врожденной глаукомы). В.П.Филатов организовал первый в мире противоглаукомный диспансер.
За работы по пересаживанию роговицы и тканевой терапии В. П. Филатов в 1941 году получил Сталинскую премию первой степени, ему присвоено почетное звание Героя Социалистического Труда, награжден четырьмя орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и орденом Отечественной войны первой степени, золотой медалью имени И.И. Мечникова, ему присвоено почетное звание "Заслуженный деятель науки Украинской ССР".
Владимир Петрович автор более 450 научных работ, в т.ч. монографии. Вместе с тем, он проводил и большую общественную работу -избирался делегатом Чрезвычайного Съезда Советов Украины, был депутатом Одесского городского Совета Народных депутатов нескольких созывов, членом редколлегий многих журналов, ответственным редактором «Офтальмологического журнала».
Скончался 30 октября 1956 года.