В 1970 году после окончания Томского государственного университета по распределению поступил на работу стажером-исследователем в Институт химии нефти СО АН СССР (ИХН СО РАН), в лабораторию теоретических основ органической химии, руководителем которой был выдающийся ¬ советский ученый член-корреспондент АН СССР, профессор М.Ф. Шостаковский. В 1972 году поступил в аспирантуру, первоначально научным руководителем был профессор М.Ф. Шостаковский, затем крупный ученый – нефтехимик, профессор И.В. Калечиц. В 1979 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата химических наук по теме: «Фазовый состав, каталитические и адсорбционные свойства Al2O3–CoO–MoO3 катализаторов гидродесульфуризации тиофена». На основе фундаментальных исследований была установлена природа и генезис активных компонентов в алюмокобальтмолибденовых и алюмоникельмолибденовых катализаторах, а также подробно исследованы особенности процесса гидродесульфуризации тиофена.

Наиболее важные результаты были опубликованы в следующих публикациях:

1. Ерофеев В.И., Ширямова О.П., Коваль Л.М., Калечиц И.В. Исследование каталитических свойств Al2O3–CoO–MoO3 катализаторов и их компонентов впроцессе гидрообессеривания тиофена //Кинетика и катализ. 1980. Т.21. № 2. С. 983–987.
2. Ерофеев В.И., Басов В.Г., Калечиц И.В. Изучение алюмокобальтмолибденовых катализаторов гидрообессеривания // Кинетика и катализ. 1980. Т. 21. № 2. С. 500–504.
3. Ерофеев В.И., Вагин А.И., Калечиц И.В. Формирование алюмоникельмолибденовых катализаторов // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. № 6. С. 1578–1583.
4. Erofeev V.I., Vagin A.I. Kinetics of Co-Mo/Al2O3 Catalysts Reduction // React.Kinet.Catal.Let. 1982. V. 21. N 3. P. 309-314.
5. Erofeev V.I., Kalechits I.V. Adsorption and Catalytic Properties of Co-Mo-Al2O3 Catalysts and of Their Components in Thiophene Hydrodesulfurization Reaction // J.of Catal. 1984. V.86. P. 55-67.

C 1981 по 1985 годы работал заведующим научно-исследовательской группой, а с 1985 по 1994 годы – заведующим лабораторией Института химии нефти СО АН СССР. За период работы в ИХН СО РАН на основе фундаментальных и прикладных исследований под руководством В.И. Ерофеева было создано новое научное направление в области катализа на цеолитных нанокомпозитных катализаторах и создания нефте- и газохимических процессов получения низших олефинов, аренов, моторных топлив и других ценных продуктов из легкого углеводородного сырья.

По приглашению руководства ОАО «ТНХК» с 1994 по 2007 годы работал начальником лаборатории научно-исследовательского центра ООО «Томскнефтехим». За период работы в ООО «Томскнефтехим» под руководством В.И. Ерофеева совместно со специалистами предприятия были усовершенствованы и внедрены новые технологии термического пиролиза различных видов легкого углеводородного сырья: прямогонных бензинов, пропан-бутановой фракции, этановой фракции и ШФЛУ, что позволило значительно увеличить межрегенерационный пробег трубчатых печей и выход низших олефинов: этилена и пропилена. Впервые В.И. Ерофеевым был предложен и разработан процесс каталитического пиролиза различных видов легкого углеводородного сырья на модифицированных цементах, что позволило значительно снизить температуру пиролиза на 50-100 градусов и повысить выход низших олефинов на 7-10 %. На разработанные модифицированные цементы и процесс каталитического пиролиза различных видов углеводородного сырья В.И. Ерофеевым получено около 10 патентов на изобретения.

В 1998 году В.И. Ерофеев защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук по специальностям 02.00.04 – физическая химия и 02.00.13 – нефтехимия по теме: «синтез, Физико-химические свойства и применение высококремнеземных цеолитов и катализаторов на их основе впроцессах получения углеводородов».

В 1999 году В.И. Ерофееву ВАКом РФ было присвоено ученое звание профессор по специальности 02.00.13 – нефтехимия.

На основе фундаментальных исследований были установлены особенности синтеза и формирования наноструктурированных высококремнеземных цеолитов типа ZSM-5, разработаны несколько новых способов получения различных наноструктурированных высококремнеземных цеолитов и катализаторов на их основе с использованием нанотехнологий, исследованы и разработаны процессы получения низших олефинов, ароматических углеводородов, моторных топлив и других ценных продуктов из различных видов углеводородного и органического сырья: природных и попутных нефтяных газов, газовых конденсатов, углеводородных фракций нефти и одноатомных спиртов (метанола, этанола и бутанола); подробно исследованы особенности процессов конверсии различных видов углеводородного сырья на цеолитсодержащих катализаторах. На разработанные новые способы синтеза высококремнеземных цеолитов, катализаторов на их основе и процессы переработки легкого углеводородного сырья в низшие олефины, арены и моторные топлива получены более 20 патентов на изобретения и опубликовано более 200 научных публикаций.

Наиболее важные результаты были опубликованы в следующих публикациях:

1. Ерофеев В.И. Альтернативные процессы получения компонентов моторных топлив // Проблемы и достижения в исследовании нефти. Томск: ТНЦ СО АН СССР, 1990. – С. 118 – 155.
2. Ерофеев В.И., Рябов Ю.В., Коробицына Л.Л., Большаков Г.Ф. Дезактивация высококремнеземных цеолитов в конверсии метанола // Докл. АН СССР. 1985. Т. 283. № 1. С. 148–151.
3. Ерофеев В.И., Рябов Ю.В., Большаков Г.Ф. Влияние коксообразования и термопаровой обработки на дезактивацию цеолитных катализаторов в конверсии метанола // Докл. АН СССР. 1987. Т. 293. № 6. С. 1400–11403.
4. Восмериков А.В., Коробицына Л.Л., Ерофеев В.И. Превращение нефтяных газов на модифицированных цеолитных катализаторах // Нефтехимия. 1990. Т. 30. № 4. С. 496–500.
5. Восмериков А.В., Ерофеев В.И. Влияние механической обработки на каталитические свойства цеолитсодержащих катализаторов ароматизации низших алканов // Журн. физ. химии. 1995. Т. 69. № 5. С. 787 – 790.
6. Бугаев С.П., Ерофеев В.И., Восмериков А.В., Ковальчук Б.М. и др. Превращение низших алканов С2-С4 в условиях барьерного разряда в присутствии катализаторов // Докл. РАН. 1995. Т. 340. № 2. С. 191–194
7. Трофимова А.С., Ерофеев В.И., Коваль Л.М. Получение низших олефинов из алканов С3-С4 на ZSM-5, модифицированном литием // Журн. физ. химии. 2002. Т. 76. № 6. С. 1034-1037.
8. Сафронова С.С., Коваль Л.М., Ерофеев В.И. Каталитическая активность Ga-содержащих цеолитных катализаторов в процессе совместной конверсии метанола и алканов С3–С4.// Теорет. основы хим. Технологии. 2008. Т. 42. № 5. С. 1 – 6.
9. Третьяков В.Ф., Лермонтов А.С., Макарфи Ю.И. и др. Синтез моторных топлив из биоэтанола. // Химия и техн. Топлив и масел. 2008. № 6. С. 30 – 34.
10. Макарфи Ю.И., Третьяков В.Ф., Французова Н.А. и др. Конверсия этанола и водноэтанольных смесей на промышленном катализаторе. // Вестник МИТХТ им. М.В. Ломоносова. 2009. Т. 4. № 5. С. 52 – 55.

В.И. Ерофеев является автором и соавтором более 340 научных работ, в том числе 3 монографий, 80 статей, изданных в отечественных и зарубежных журналах и книгах и 39 патентов на изобретения. Под его руководством защищено 8 кандидатских диссертаций, большое количество дипломных работ. Многие ученики профессора В.И. Ерофеева работают на химических предприятиях, университетах, в научно-исследовательских и академических институтах России.

Профессор В.И. Ерофеев является основателем Томской научной школы (Институт химии нефти СО РАН, ТГУ, ТПУ, НИЦ ООО «Томскнефтехим») в области катализа на наноструктурированных цеолитах нового поколения и их применению в нефте- и газохимии.

В своей работе по подготовке специалистов нефтегазового дела и в области химии он много внимания уделяет созданию и внедрению новых технологий в исследовательскую деятельность выпускников ТПУ и ТГУ. В Институте природных ресурсов ТПУ благодаря профессору В.И. Ерофееву плодотворно и успешно развиваются международные контакты с университетами Германии (Технический университет г. Дрезден и Мюнхенский технический университет) по цеолитному катализу и исследованию процессов по переработке легкого органического сырья в различные ценные продукты. При его участии в учебную и исследовательскую деятельность кафедры ГРНМ ИПР ТПУ внедряются современные методы анализа и исследования по переработке легкого углеводородного сырья в ценные продукты.

В настоящее время профессор В.И. Ерофеев читает в ТПУ и ТГУ лекционные курсы: «Химия нефти и газ», «Технология переработки нефти и газа», «Физико-химические методы исследования материалов и углеводородных систем», «Гетерогенный катализ», «Новые процессы нефтепереработки и газохимии», «Цеолитный катализ».

В настоящее время он осуществляет научное руководство Международным научно-образовательным центром «Переработка органического сырья с применением нанотехнологий» в ИПР ТПУ.

Результаты научно – педагогической деятельности профессора В.И. Ерофеева отмечены почетными грамотами и дипломами:
– Почетная грамота Президиума АН СССР (08.02.1974 г.);
– Почетная грамота Президиума СО РАН (25.01.1995 г.);
– Присвоено звание «Заслуженный ветеран Сибирского отделения АН СССР» с вручением нагрудного знака (1996 г.);
– Присвоено Почетное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации» (2004 г.);
– Победитель конкурса 1999 г. и стипендиат Фонда развития науки и образования АКБ «Нефтеэнергобанка» среди ученых, профессоров, доцентов вузов и научных организаций Томской области, ведущих работы в области нефте-, газопереработки и нефтехимии, подготовки специалистов и решения крупных фундаментальных или прикладных проблем в этих областях»;
– Призер конкурса «Ученый года ТПУ – 2008»;
– Дипломант конкурса «Профессор года» (2008 г.) ТПУ.