Исследования, которые проводились в Институте кибернетики АН Украины (а до его образования — в ВЦ АН Украины), имели те направления, которые отвечали основной задаче, поставленной для себя Глушковым. Они включали компьютерную науку и технику; теорию и технические средства автоматизированных и автоматических систем; проблему искусственного интеллекта; методы оптимизации.

Естественно, он не мог и не ставил целью силами одного, хотя и очень крупного института, каким был Институт кибернетики АН Украины, решить все задачи, связанные с компьютеризацией и информатизацией огромной страны. Он пытался привлечь к проблеме создания ОГАС уже сложившиеся и достаточно мощные коллективы специалистов многих министерств, последовательно добивался правительственного постановления по этой проблеме с целью выделения соответствующих средств.

Институту кибернетики АН Украины отводилась роль лидера в области фундаментальных основ кибернетики и «возмутителя спокойствия» путем разработки на основе теоретических исследований новых технических средств, в первую очередь вычислительных машин, опережающих время, пионерских информационно-управляющих систем, оригинальных и эффективных методов оптимизации. Благодаря активной деятельности Глушкова пропаганда достижений института становилась действенным фактором ускорения развития и внедрения вычислительной техники и кибернетики в народное хозяйство, науку, технику и др., создавала благоприятную почву для развития работ по ОГАС.

Первые значительные успехи Института кибернетики АН Украины были связаны с созданием новых средств вычислительной техники.

Оригинальность (мировой либо отечественный приоритет) большинства идей и принципов, на базе которых создавались ЭВМ 60-70-х годов в Институте кибернетики АН Украины, их значительный вес в общем объеме вычислительной техники, выпускаемой в Советском Союзе в то время, свидетельствуют о значимости украинской научной школы в области цифровых вычислительных машин, идеологом которой стал В.М. Глушков.

Отечественная вычислительная техника тех лет, в том числе разработанная в Украине, не уступала мировому уровню. Когда в июле 1970 г. в Англии состоялся форум «Фундаментальная школа пионеров мировой компьютерной техники, которые творили ее прошлое и будут формировать будущее», то на него были приглашены докладчики всего из восьми стран, в том числе из Советского Союза, который достойно представляла Украина. Это подтверждает, что вклад Украины был действительно весомым.

Имя Глушкова в истории развития вычислительной техники связано прежде всего с разработкой теории проектирования ЭВМ, чем он стал заниматься с 1958 года, переключившись на кибернетику. Его с полным правом можно считать основателем этого стержневого направления науки о компьютерах. Следующей очень важной частью работ в этой области, выполненных им и под его руководством (в 50-е и 60-е годы), стали исследования в области управляющих машин и ЭВМ с высоким внутренним интеллектом. При этом преследовались две цели: во-первых, создание средств управления технологическими процессами, и, во-вторых, построение ЭВМ для инженерных расчетов — предвестников персональных ЭВМ, т. е. вычислительных средств для «низовой» компьютеризации на уровне производственных объектов и рабочих мест специалистов, работа которых связана с обработкой информации. Затем последовал переход к разработке структур, а также архитектур универсальных ЭВМ с высоким внутренним интеллектом. Институт кибернетики АН Украины по этим направлениям развития вычислительной техники в 50-х и 70-х годах был ведущей организацией в Советском Союзе, осуществляя исследования на мировом уровне. Завершающим этапом (конец 70-х-начало 80-х годов) явилась разработка принципов построения сверхпроизводительной многопроцессорной макроконвейерной ЭВМ с ненеймановской архитектурой и программного обеспечения, рассчитанного на использование в многопроцессорной системе. Только сейчас, десять лет спустя, подобные системы вышли на первый план в мировом компьютеростроении. Идея макроконвейера, выдвинутая В.М. Глушковым в конце 70-х годов, явилась прорывом в будущее вычислительной техники.

Большинство теоретических разработок, выполненных в Институте кибернетики АН Украины в области вычислительной техники, были реализованы «в металле», т. е. в реальных ЭВМ. В 60-70-е годы промышленность Советского Союза выпускала более пятнадцати типов ЭВМ, разработанных в Институте кибернетики АН Украины. Требование «промышленной» реализации научных идей было одним из главных у Глушкова. Этому способствовали и традиции, сложившиеся еще при С.А. Лебедеве.

В.М. Глушков, С.А. Лебедев, Э.К. Первышин (в центре) во время одной из международных конференций

«Научные труды В.М. Глушкова, научные и практические результаты его исследований будут долгое время влиять на развитие науки о компьютерах во всем мире», — так оценил деятельность Глушкова в области проектирования и создания ЭВМ австрийский ученый X. Земанек.

Международную известность получили работы В.М. Глушкова и ученых института в области искусственного интеллекта. Они велись параллельно разработке теории ЭВМ и служили источником для развития структур и архитектур вычислительных машин новых поколений. Помимо проблемы интеллектуализации ЭВМ Глушковым разработаны основы теории дискретных самоорганизующихся систем, рассмотрена проблема повышения интеллектуальных возможностей роботов, вопросы теории распознавания образов и др. Проблему искусственного интеллекта он считал одной из самых перспективных в кибернетике и уже задумывался о построении логико-математической модели разума, способного мыслить вне человеческой плоти, о духовном бессмертии гениальных людей.

Огромную роль В.М. Глушков сыграл в формировании идей и методологии построения автоматизированных систем управления различного назначения, от простых до самых сложных. В этой области, так же как и в вычислительной технике, перед учеными института ставилась задача получения не только фундаментальных, но и практических результатов, т. е. создание конкретных систем управления технологическими процессами, сложными научными и промышленными экспериментами, предприятиями и целыми отраслями промышленности.

Им написаны основополагающие монографии по принципам построения АСУ и ОГАС, такие как «Введение в АСУ» (1972 г.), «Основы безбумажной информатики» (1982 г.), «Макроэкономические модели и принципы построения ОГАС» (1975 г.) и целый ряд научных статей, опубликованных в различных периодических изданиях.

По инициативе Глушкова в институте начиная с 1960 г. проводились исследования в области экономической кибернетики. При его непосредственном участии и поддержке сформировались основные научные направления: сетевое планирование и управление, теория расписаний и календарное планирование, нелинейное и стохастическое программирование, дифференциальные игры, динамические модели экономики, методы дискретной оптимизации и пр., что привело к возникновению новой генерации талантливых исследователей, многие из которых в настоящее время являются специалистами, известными не только в нашей стране, но и за рубежом.