Основные научные интересы связаны с физикой полупроводников и созданием полупроводниковых приборов. Под руководством Тучкевича в лаборатории ФТИ были разработаны первые в СССР германиевые и кремниевые диоды и триоды. Совместно с Б. М. Вулом и С. Г. Калашниковым он заложил основы советской полупроводниковой промышленности.

В 1951 году Тучкевич выдвинул идею создания полупроводниковых приборов на большие токи и напряжения, руководил разработкой мощных германиевых и кремниевых диодов. В 1960-е годы создал новое направление — силовую полупроводниковую технику. За разработку германиевых и кремниевых вентилей, мощных управляемых вентилей (тиристоров) с высокими техническими показателями, лавинных неуправляемых и управляемых вентилей Владимира Максимовича и его сотрудников наградили в 1966 году Ленинской премией.

В годы Великой Отечественной войны работал в группе А. П. Александрова по защите кораблей от магнитных мин на Балтийском и Северном морях. Сотрудничал с И. В. Курчатовым, Б. Е. Годзевичем, Г. Я. Щепкиным и другими учёными. В первые годы после окончания войны руководил исследованиями, связанными с разделением изотопов тяжёлых элементов.

Автор более 150 научных публикаций и 18 авторских изобретений.

В 1983 году Тучкевич сформировал в Ленинградском политехническом институте кафедру «Физика полупроводниковых приборов» и возглавил её на общественных началах.

Редактировал «Журнал технической физики» и «Физику твёрдого тела».

Был членом Президиума АН СССР, уполномоченным по ленинградским академическим учреждениям, советником Президиума РАН. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 декабря 1984 года за большие заслуги в развитии советской науки и техники, подготовке научных кадров и в связи с восьмидесятилетием со дня рождения Тучкевичу Владимиру Максимовичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».