Детектирование гравитационных волн было одной из основных областей, в которых специализировался учёный. Также в сфере его научных интересов было прецизионные и квантовые измерения и обнаружение фундаментальных термодинамических флуктуаций. Его научная группа работает в рамках международного проекта лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO с 1993 года. Этой коллаборацией недавно были впервые обнаружены гравитационные волны, и это было расценено многими специалистами по всему миру как «открытие века».
Брагинским было предсказано существование пределов чувствительности координатных измерений квантового происхождения, которые теперь называются стандартным квантовым пределом. Также он работал над принципами, которые позволили бы эти ограничения преодолеть.
Недавно научный директор Российского квантового центра и участник научной коллаборации LIGO в составе группы МГУ Михаил Городецкий рассказал корреспонденту МК, что в советские годы Владимир Брагинский мог возглавить проект LIGO, однако он не смог принять предложение, поскольку оно подразумевало переезд в США, а в то время этот шаг сделал бы его диссидентом на родине.
Владимир Брагинский был удостоен множества наград и почётных званий в России и за рубежом. Он был, в том числе членом-корреспондентом Российской академии наук, членом Европейской Академии в Лондоне, почётным зарубежным членом Американской академии искусств и наук, а также иностранным членом Национальной академии наук США. Брагинский занимал должность главного научного сотрудника кафедры физики колебаний физического факультета МГУ, а также был приглашенным профессором Калифорнийского технологического института
