Владимир Иванович работает в университете с 1961 года после окончания Таганрогского Радиотехнического института. С 1974 г. по 2004 г. работал заведующим кафедрой электро-гидроакустической и медицинской техники. Он один из основателей и организаторов подготовки инженеров, бакалавров, магистров, кандидатов и докторов наук в области акустики и биомедицинской инженерии.

За полвека преподавательской деятельности В.И. Тимошенко подготовил и прочел много фундаментальных курсов лекций, вел и проводит все виды учебных занятий. В 2018 г. индекс цитирования его научных публикаций составляет свыше 670. Был отмечен, как лучший лектор.

Больших успехов Владимир Иванович достиг в исследовании нелинейных волновых явлений в акустике. Он сформировал научную школу по нелинейной гидроакустике. Результаты исследований в рамках комплексной работы «За создание основ нелинейной акустики и ее приложений» были отмечены в 1985 г. Государственной премией СССР в области науки. В рамках этого научного направления выполнено большое число крупных НИР и НИОКР. В последние 20 лет является сопредседателем ежегодных чередующихся Всероссийских конференций, проводимых кафедрой в Таганроге: «Экология: море и человек» и «Медицинские информационные системы», а также выездных сессий-конференций РАО и молодежных научных школ-семинаров «МОЗГ» и «СТРЕСС» с выставками приборов и выпуском сборников трудов. 

Он участвовал в океанских океанологических экспедициях на научно-исследовательских судах «Академик Мстислав Келдыш», «Академик Иоффе», «Академик Сергей Вавилов», «Академик Андреев», «Академик Орбели», «Профессор Штокман» и др. с различными вариантами созданных в университете параметрических гидролокаторов.

Тимошенко подготовил более 50 кандидатов и 10 докторов наук. Опубликовал более 400 научных работ, в том числе 26 изобретений, 27 книг (две из которых изданы в США), большое число методических пособий и статей.

В.И. Тимошенко является действительным членом Российской академии естественных наук и Международной академии экологии, безопасности человека и природы, член секции «Акустика океана» научного совета РАН по проблеме «Акустика».

Трудовая и общественная деятельность В.И. Тимошенко отмечена «Орденом Дружбы», медалями: «За доблестный труд», «Ветеран труда», «В ознаменовании 80-летия Ростовской области», почетными знаками, дипломами, статьей в книге «Галерея славы почетных граждан городов и районов Ростовской области».