В Томск Обручев прибыл будучи признанным корифеем геологической науки, удостоенным за свои труды и путешествия по Азии престижными российскими и иностранными наградами. По приглашению директора Томского технологического института Ефима Зубашева он принял заведование горным и химическим отделениями первого технического вуза в азиатской России.
Лично курировал ход строительства горного корпуса ТТИ, построенного томским архитектором Петром Федоровским по эскизным наброскам Обручева. Здание органично вписалось в ансамбль корпусов института, который горожане вскоре стали называть Европейским кварталом.
Успевал заниматься множеством видов деятельности. За время работы в Томске совершил три научных экспедиции по геологическому изучению горных хребтов и пустынь Пограничной Джунгарии (Западный Китай), опубликовал ставшие классическими труды по геологии Сибири и Центральной Азии. Открыл для науки «Эоловый город» - удивительный скальный ландшафт, сформированный ветрами в Джунгарии.
Как преподаватель и педагог сформировал и воспитал плеяду выдающихся впоследствии ученых-геологов, среди которых выделяются первый сибирский академик Михаил Усов, профессора Павел Гудков, Дмитрий Стрельников, Михаил Коровин, путешественник и первооткрыватель Норильского рудного бассейна Николай Урванцев.
В Томске Владимир Обручев написал первую свою научно-фантастическую повесть «Эоловый город». Литературные опыты томского периода жизни Владимира Обручева стали основой для создания им в 20-е годы фантастических романов «Земля Санникова» и «Плутония», вошедших в золотую коллекцию мировой фантастики.
После революции научные заслуги Владимира Афанасьевича были признаны государством и мировым сообществом. По его учебнику полевой геологии в течение многих десятилетий учились будущие разведчики недр. За трехтомную монографию «Геология Сибири» и многотомную «Историю геологического исследования Сибири» Обручев был удостоен Сталинских премий 1 степени. Всего ему принадлежит более 700 научных трудов – уникальный случай в мировой практике.
Его именем названы астероид и кратеры на Луне, вулкан в Забайкальском крае и горный пик китайского хребта Нань-шань, минерал обручевит, улицы в Томске, Санкт-Петербурге, Воронеже и многих других городах.