В.А. Черешнєв вніс істотний внесок у вивчення комбінованих радіаційних уражень; їм створена експериментальна модель комбінованої радіаційно механічної закритої травми грудей, обгрунтовані принципи її моделювання; проведено комплексне клініко-експериментальне дослідження функціональних систем кровообігу, дихання, крові, імунітету, розроблені методи імунопрофілактики при масових радіаційних ураженнях. Результати цих досліджень можуть використовуватися для діагностики та лікування хворих із закритою травмою грудей в комбінації з гамма-опроміненням.
Науково-організаційну діяльність поєднує з продовженням фундаментальних наукових досліджень. В.А. Черешнєв видатний фахівець в галузі експериментальної та клінічної імунології, іммунофізіологіі і іммунопатофізіологіі. Основні напрямки наукової діяльності - екологія та імунітет, іммунофізіологія, імунні механізми запалення, стресу, серцево-судинної патології, пухлин, очних хвороб, СНІД. В рамках розроблюваної теорії адаптації імунної системи до екстремальних факторів представлений цілий спектр оригінальних наукових концепцій і фундаментально-теоретичних положень, на основі яких в практичну медицину впроваджено ряд інноваційних технологій; сформульовано принципово нове обгрунтування системного запалення як типового патологічного процесу і його клінічного виразу - синдрому системної запальної реакції. Їм розвинена концепція системного підходу в екологічній імунології, встановлені основні закономірності порушень імунного гомеостазу при впливі на організм людини різних дістрессорних чинників; запропонована іммунопатофізіологіческая теорія патогенезу ряду соматичних хвороб ссавців, виникнення яких пов'язане з порушеннями еволюційно сформованої взаємозалежної ланцюга «макроорганізм - бактерії - віруси»; розроблена концепція про компенсацію функціонально пригнічених при вагітності реакцій адаптивного імунітету через активацію материнських механізмів природженого імунітету; вивчені властивості альфа-фетопротеїну, встановлена раніше не відомий здатність цього білка придушувати індуковану патологічним процесом проліферацію різного типу клітин, ініціювати їх включення в процеси апоптозу. Їм обгрунтований і введений в науку термін «іммунореабілітологіі».
Його пов'язує багаторічна наукова співпраця з Непіер-університетом (Великобританія). Багато років є координатором наукових досліджень, які виконуються в рамках Договору про наукове співробітництво між ІЕГМ УрО РАН і Напіер університетом, Едінбург, Великобританія (Napier University, Edinburgh, UK), Луісвільскім (США) і цюріхськими (Швейцарія) університетами, бере участь у виконанні спільних з вченими Резервного університету Кейза (Клівленд, США) досліджень.
Список публікацій Черешнева В.А. розміщений на сайті "Наукова спадщина Уралу" Центральної наукової бібліотеки УрО РАН.