Главнейшими задачами практической медицины Боткин считал «предупреждение болезни, лечение болезни развившейся и, наконец, облегчение страданий больного человека». И. П. Павлов говорил, что Боткин поражал «способностью разгадывать болезни и находить против них наилучшие средства». В вопросах лечения больных Боткин руководствовался принципами индивидуализации лечения, выдвинутыми еще основателем московской терапевтической школы М. Я. Мудровым. Боткиным была построена и новая рефлексогенная теория терапии, под названием «купирующей» терапии. Эта теория была построена па том, что в течении, например, инфекционного процесса наблюдаются две фазы, из которых первая обязательна для всех случаев, а вторая отсутствует там, где физиологические приспособления не дают развиться местным изменениям в тканях, которые являются причиной второй фазы лихорадки. Боткин ставит перед собой задачу разработать «купирующую» терапию для усиления физиологических приспособлений в тканях. Современные способы лечения иммунизацией и неспецифическая терапия по существу основаны на принципах купирующей терапии Боткина.
Тонкая наблюдательность Боткина, его общие естественнонаучные взгляды позволили ему разработать ряд сложных вопросов патологии внутренних болезней и обогатить русскую медицину рядом открытий. Боткин установил различие между гипертрофией и дилатацией сердца, впервые описал постсистолический шум при сужении левого венозного отверстия, описанный позже как протодиастолический шум; он намного раньше Эрба указал, что иногда при недостаточности аортальных клапанов диастолический шум выслушивается слева от грудины в третьем — четвертом межреберье; он по заметил, что при сочетании недостаточности аортальных клапанов со значительной недостаточностью митрального клапана диастолический шум на основании сердца исчезает, впервые диагностировал тромбоз воротной вены. Наблюдаемый при крупозной пневмонии коллапс Боткин объяснил нервнососудистыми нарушениями, что было подтверждено в последующем и объяснено как результат действия инфекции на сосудодвигательный центр в продолговатом мозгу. Он разработал диагностику и клинику блуждающей почки. Боткин впервые указал на роль распада тканей в патогенезе лихорадки. В 1883 г. он высказался в пользу инфекционной этиологии так называемой катаральной желтухи, в настоящее время это заболевание названо именем Боткина. Мы обязаны Боткину также раскрытием инфекционной природы желчнокаменной болезни, неправильно приписываемым Наунину (Naunyn). Исключительно велики заслуги Боткина в области изучения клиники инфекционных болезней, в частности сыпного, брюшного и возвратного тифа. Он высказал мысль о различном строении белка в разных тканях, что позднее получило подтверждение в трудах Э. Абдергальдена.
Боткина следует считать одним из основоположников военно-полевой терапии. В 1877 г. во время русско-турецкой войны, он пробыл около семи месяцев на балканском фронте в качестве лейб-медика при царской ставке. Силой обстоятельств Боткин сделался своеобразным клиническим профессором в полевых военных госпиталях. Он часто посещал и осматривал больных, советовал врачам, как надо вести их лечение, указывал, как нужно, хотя бы и в неблагоприятных условиях, делать научные наблюдения.
Сам Боткин сумел подметить особенности течения в условиях войны ряда заболеваний внутренних органов, в частности влияния на характер желудочно-кишечных заболеваний. Он впервые описал лихорадочное заболевание, впоследствии ставшее известным под названием «волынской лихорадки». Боткин указал на важность раннего применения хинина в лечении перемежающейся лихорадки. Он подчеркивал неоднократно значение состояния нервной системы в возникновении и развитии тех или иных заболеваний.
Среди причин массового отморожения ног на Шинке Боткин вскрыл роли неправильного и плохого питания, а также влияние ранее перенесенных инфекций.
Горячий патриот и демократ, Боткин стремился бороться с царившим в верхах армии бездушным отношением к солдату, пытался поднять авторитет врача перед строевым начальством.
В своих «Письмах из Болгарии» on гневно клеймил бюрократизм и взяточничество, с горечью отмечая, что уроки Крымской кампании, приведшие Россию к поражению, ничему но научили царскую администрацию, и в конце концов приходил к выводу, что «верхи сгнили», и потому подлинная помощь больным и раненым не могла быть осуществлена.
Но Боткин верил, что настанет время, когда «невежество и бездарность сотрутся, осязательно почувствуется значение знания, ума и таланта. Россия не погибнет... но другие деятели, другие люди будут ее спасать». Русская медицина обязана Боткину тем, что он поднял со на высший уровень, отказался от локалистического направления и создал направление, которое изучало больного и здорового человека по только с анатомических позиций, но и с точки зрения его общих физиологических связей и связей с внешней средой. Правильно подчеркивая связь естествознания с медициной, Боткин ошибочно утверждал, что медицина не является самостоятельной наукой, а лишь частью естествознания, ибо «до сих пор еще но удалось подвести различные проявления жизни как здорового, так и больного организма под математические законы». Боткин недоучитывал, что законами физиологии, опирающимися в свою очередь на анатомию, химию, физику, математику и пр., нельзя объяснить целиком закономерности жизни человека, живущего в социальной среде, которая в значительной мере определяет и направляет закономерности его жизни и деятельности.
В общественной деятельности Боткин продолжал традиции своего талантливого учителя Ф. П. Иноземцева. В 1864 г. статья Боткина «Предварительное сообщение об эпидемии возвратной горячки в Петербурге» («Медицинский Вестник» М 46), в которой он вскрывал социальные корни болезни, привлекла общественное внимание к плачевному положению трудового люда столицы. Угроза холеры в 1865 г. побудила Боткина выступить с проектом создания «Эпидемиологического общества», которое по первоначальному плану, должно было «иметь временное существование, до появления холеры и во время течения ее в столице». Одной из главных задач этого о-ва намечалось улучшение условий, в которых жили бедняки, для чего город должен был быть разделен на врачебные участки, с привлечением попечителей из зажиточных кругов. Прогрессивный журнал «Архив судебной медицины и общественной гигиены» широко пропагандировал предложение Боткина. Холера в Петербурге не появилась, и «Эпидемиологическое общество» не было организовано, однако задачи, поставленные Боткиным, нашли отражение в работе провинциальных медицинских отзывов — Казанского, Кавказского и др. С этого же времени в клинике Боткина было обращено особое внимание на изучение инфекционных болезней.
Боткин выступил активным борцом за равноправие женщин, явившись одним из организаторов в 1870 г. «Общины сестер милосердия св. Георгия», где он бесплатно заведовал учебной частью созданных при ней курсов и преподавал на них. В 1872 г. Боткин принял также активное участие в организации женских врачебных курсов. По возвращении с балканского фронта Боткин был избран в октябре 1878 г. председателем общества русских врачей и неизменно избирался вновь па этот пост до дня своей кончины.
Боткин коренным образом изменил деятельность замиравшего общества, поставив перед ним задачи: служить родному пароду, чутко прислушиваясь к запросам жизни; привлекать к чтению докладов возможно большое число рядовых врачей, и, прежде всего, больничных; повышать научный уровень практических врачей, помогая обобщать их повседневные наблюдения.
Памятным событием в жизни общества явилось участие его в борьбе с Ветлянской чумой 1879 г. Первоначальное предложение Боткина об организации бесплатной лечебницы для приходящих больных — по примеру многих других медицинских обществ, которые открыли их еще в 60-х годах (Ярославль, Москва, Нижний Новгород),— не было осуществлено. Зато чрезвычайно расширился круг вопросов, ставившихся Боткиным перед обществом, в области общественной медицины: эпидемическое и санитарное состояние Петербурга, аптечная монополия, Кавказские минеральные воды и, наконец, доклад делегата России па международной санитарной конференции в Риме, доктора П. В. Экка «О чрезвычайной смертности в России и необходимости оздоровления страны» (1885). Этот доклад, по представлению общества, привел к созданию в 1886 г. правительственной так называемой «Боткинской Комиссии при Медицинском Совете Министерства внутренних дел».
Особенно плодотворной была деятельность Боткина в качестве гласного петербургской городской думы (1881—1889). Он был избран заместителем председателя Комиссии общественного здравия, а затем членом больничной, санитарной комиссии и др.
В 1882 г. В. в качестве председателя под-комисии по школьно-санитарному надзору в городских училищах успешно организовал силы для борьбы с вспыхнувшей сильной эпидемией дифтерии и скарлатины.
В том же 1882 г. авторитетная поддержка Боткина помогла осуществить организацию участковых «думских» врачей, по проекту Г. И. Архангельского, для бесплатного обслуживания неимущего населения столицы как амбулаторно, так и на дому.
Велика заслуга Боткина в деле улучшения больничной помощи. Прежде всего, он принял горячее участие в окончательном устройстве и оборудовании городской барачной больницы (была начата строительством по инициативе Думы в 1880 г.), попечителем которой врачебной части он был избран в начале 1882 г. Боткину удалось сделать ее образцовой и в лечебном отношении, и в научном, и в деле подготовки и совершенствования врачей по инфекционным болезням. До последних дней своей жизни Боткин не оставлял заботы о ней.