Основные научные направления – выяснение природы остаточной деформации в горной породе при вдавливании в нее индентора, развитие методики Л.А.Шрейнера определения механических свойств горных пород, исследование механизма влияния жидкостей на разрушение горных пород и неорганических диэлектриков, исследование возбуждения импульсных электрических токов на границе раздела «буровое долото - горная порода» при бурении скважин.

На протяжении нескольких лет являлся научным руководителем темы «Механо-электрические преобразования при разрушении горных пород и проявления эффекта Ребиндера в бурении», выполняемой в рамках ЕЗН. В декабре 2002 г. был инициатором заключения контракта с компанией Шлюмберже для выполнения темы «Исследование возбуждения импульсных токов на границе раздела долото - горная порода при бурении скважин» в проекте «Новаторская и долговременная подземная разработка природных ресурсов». Был научным руководителем хоздоговорных тем «Разработка гидродинамического диспергатора для улучшения качественных характеристик буровых суспензий», «Разработка комплекса диагностики эффективности разрушения горной породы при бурении скважин», «Разработка научных основ оперативного контроля процесса бурения путем регистрации механоэлектрических явлений в процессе разрушения горной породы на забое скважины».

Неоднократно выступал с научными докладами в ведущих научных центрах страны: Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе (г.Санкт-Петербург), Физико-механическом институте (г.Львов), в Институте физической химии РАН (г.Москва), МГУ (г.Москва), Горном институте (г. Санкт-Петербург), Уфимском государственном нефтяном техническом университете (г.Уфа) и др. Принимал участие в работе отечественных и зарубежных научных конференций и симпозиумов.

Евсеев В.Д. является членом двух диссертационных советов по защите кандидатских и докторских диссертаций (Д212.269.07, Д.212.269.12). В диссертационном совете Д212.269.07 в период 2002 г. – 2008 г. выполнял обязанности ученого секретаря.