Главной темой исследований Василия Михайловича Алексеева было изучение истории китайской литературы. В 1916 году в Петрограде вышло его фундаментальное исследование знаменитых стансов о поэтическом вдохновении Сыкун Ту (837—908) под названием «Поэма о поэте», которое сразу привлекло внимание А. Блока и других литераторов того времени.

В. М. Алексеев впервые в русской науке поставил вопрос об изучении истории китайской литературы как художественного творчества. До этого под китайской литературой понималось всё письменное наследие китайцев, включая не только философские и религиозные трактаты, но и труды по сельскому хозяйству и военной науке.

Одним из первых в Европе он стал исследовать и современную китайскую литературу.

Наследие ученого-китаиста включает и труды по лингвистике, включая работу «Китайская иероглифическая письменность и её латинизация», в которой разработал проблемы лексикологии. Много лет Алексеев работал над составлением и редактированием большого китайско-русского словаря.

В 1910 году Алексеев создал первую в мировой китаеведческой науке работу по экспериментальной фонетике, исследуя звуки пекинского диалекта.

Всего В. М. Алексеев издал 260 научных работ, среди которых переводы, филологические труды и статьи о теории перевода. Одним из первых он перевёл «Исторические записки» Сыма Цяня, а в 1922–1923 годах опубликовал многократно переиздававшийся впоследствии перевод новелл «Ляо-чжай-чжи-и» Пу Сунлина.

Значительное время ученый уделил изучению и китайских народных картин няньхуа, а также заложил основы изучения дальневосточной нумизматики. Он первым определил, систематизировал и издал собрание китайских монет из эрмитажной коллекции.