В. Пармон является специалистом в области катализа и фотокатализа, химической кинетики в конденсированных фазах, химической радиоспектроскопии, химических методов преобразования энергии, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, а также термодинамики неравновесных процессов. Автор и соавтор более 650 научных работ, 6 монографий, 6 учебников для вузов, обладатель более 100 авторских свидетельств и патентов.
В. Пармоном впервые выведено ставшее классическим уравнение кинетики туннельных реакций в твёрдой фазе с равномерным пространственным распределением реагентов, широко используемое специалистами, исследующими природный фотосинтез.
В области фотокатализа и применения катализа для решения энергетических проблем В. Пармоном разработаны научные основы фотокаталитических методов преобразования солнечной энергии в химическую (разложения воды на водород и кислород в искусственных системах).
В. Пармоном создано новое научное направление — радиационно-термический катализ. Под его руководством сконструированы и испытаны солнечные каталитические реакторы, в которых эффективность преобразования солнечной энергии достигает 43 % при полезной мощности 2 кВт.
Среди научных достижений В. Пармона — принципиально новый подход к прямому преобразованию ионизирующего излучения в энергию химических топлив. В результате предложен и испытан принципиально новый энергозапасающий и энергопреобразующий процесс «ИКАР», перспективный для решения многих проблем ядерной и термоядерной энергетики будущего. Впервые созданы и испытаны катализаторы на основе оксидов урана, комбинирующие функции ядерного топлива и катализатора для аккумуляции химической энергии.
В. Пармоном разработаны и испытаны новые уникальные композиционные материалы для обратимого аккумулирования низкопотенциального тепла.
В. Пармон руководит рядом важных инновационных направлений по разработке каталитических технологий для глубокой переработки ископаемого углеводородного сырья и структурной перестройки сырьевой базы химической промышленности и энергетики.
Под научным руководством В. Пармона в 2003—2006 годах разработаны и промышленно внедрены катализаторы нового поколения для производства моторных топлив.
Под руководством В. Пармона разработана и прошла опытно-промышленную апробацию первая отечественная технология переработки попутных нефтяных газов в смесь жидких ароматических углеводородов, позволяющая решать проблему утилизации попутных нефтяных газов.
Кроме того, в 2000—2010 годах под его руководством разработаны и переданы для крупномасштабного использования в российской промышленности новые поколения разнообразных катализаторов, в том числе для получения азотной кислоты (ежегодный эффект — экономия 200 кг платины), получения сверхпрочного полимера СВМПЭ, а также для гидрирования технических и пищевых жиров с экономическим эффектом (за счёт удешевления и возможности расширения производства) более 500 миллионов рублей. С 2009 года успешно эксплуатируется первая полногабаритная коммунальная котельная с использованием каталитического сжигания топлив, давшая двукратную экономию угля, для обеспечения теплом посёлка Артышта в Кемеровской области.
Возглавляемый В. Пармоном Институт катализа им. Г. К. Борескова явлется одним из лидеров по масштабам инновационной деятельности в России в области химической промышленности и природоохранных технологий. В кооперации с европейскими партнёрами также ведутся успешные работы по новым перспективным направлениям энергетики и транспорта (получение высококачественных топлив из возобновляемого растительного сырья, создание компактных генераторов водорода и др.).