В 2001 году защитил докторскую диссертацию «Новые эффекты оптики движущихся сред» по специальности «01.04.05 - оптика».

С 2003 года работает профессором на кафедре физики МГТУ.

С 2011 года руководит факультетом «Фундаментальные науки» Бауманского университета.

В.О. Гладышев – специалист в области оптики движущихся сред, теории относительности, релятивистской электродинамики. Посещал научные семинары и конференции с участием нобелевских лауреатов Ж.И.Алферова, В.Л.Гинзбурга, академиков РАН В.И.Пустовойта, А.А.Старобинского, проф. KipS.Thorne, Neil Ashby, В.Б.Брагинского, A.Giazotto, Л.П.Грищука, В.Н.Руденко.

В 1989 - 1994 гг. предсказал эффект искривления траектории светового луча во вращающемся диэлектрике, предложил спектральный метод определения кинематических параметров вращающегося астрофизического объекта. Совместно с А.Н. Морозовым построил теорию мнолучевого свободномассового резонатора Фабри-Перо как элемента гравитационной антенны и обнаружил низкочастотный оптический резонанс в многолучевом резонаторе Фабри-Перо.

В 1994-2003 гг. работал в Егорьевском авиационном техническом колледже им. В.П.Чкалова (http://eatkga.ru/) в составе Московского учебного комплекса совместно с МГТУ ГА преподавателем высшей математики, физики, заведующим отделением «Технической эксплуатации летательных аппаратов и двигателей». Создал Научно-исследовательскую лабораторию, организовал выпуск научных трудов, научный семинар.

В 1992-2003 гг. по совместительству работал в Центре прикладной физики МГТУ им. Н.Э.Баумана (Зав. лаб. «Физической оптики» в 1992-1994гг.; с.н.с. в 1995-2003гг.).

В 1994 - 2003гг. построил интерферометр и на нем провел исследование эффекта Физо во вращающемся диэлектрике. Обнаружил неинвариантные свойства частных дифференциалов пространства и времени в преобразованиях Меллера и построил новую форму преобразований.

В 2003-2005 годах научная работа отмечена грантом президента РФ. В 2008 году получил грант Немецкого аэрокосмического агентства DAAD по программе «Михаил Ломоносов».

С 2010г. руководит научными проектами по Федеральным целевым программам Министерства образования и науки РФ, Государственным контрактам Роскосмоса, грантам РФФИ.

В 2007-2015гг. с П.С. Тиуновым построил автоматизированный интерферометр для исследования анизотропии пространства скоростей света в движущейся среде, исследовал увлечение света при скорости до 36 м/с. Совместно с Д.И. Портновым обнаружил обратимые во времени переходные процессы поворота плоскости поляризации во вращающемся диэлектрике. Показал, что во вращающемся стекле поворот поляризации, вызванный упругой деформацией, превышает эффект Ферми. Впервые теоретически описал космическую линзу Люнеберга с учетом эффектов оптики движущихся сред.

Разработал новую технологию автономной ориентации космических аппаратов.

С 1990 года принял участие в организации научных конференций «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Звенигород 1990, Москва 1992), «Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники» (Егорьевск 1995,1997,1999, 2002), «Физико-математические проблемы создания новой техники -   PhysMathTech» (Москва, 2014),  «Гравитация, космология и механика сплошных сред» посвященную 100-летию со дня рождения К.П.Станюковича (Москва, 2016), Российско-итальянское совещание «На пути к новому поколению гравитационно-волновых детекторов», 2008 (VIRGO, МГУ, МГТУ).

Совместно с В.И. Пустовойтом проводит Международную конференцию «Physical Interpretations of Relativity Theory» (Лондон, Москва, 2003-2019).

Член редколлегии журналов «Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана, серия «Естественные науки» (2007г.); «Пространство, время и фундаментальные взаимодействия» (2018г.). Член Редакционно-издательского совета МГТУ имени Н.Э. Баумана.

Член  диссертационного совета по математическому моделированию.

Научный руководитель / консультант диссертационных работ: Тиунов П.С. (05.13.18, кандидат физико-математических наук, 2013); Шарандин Е.А. (05.13.18, 01.04.05, кандидат физико-математических наук, 2019); Фомин И.В. (01.04.02, доктор физико-математических наук, 2019).

Имеет более 200 научных публикаций, включая четыре монографии и четыре патента.

Золотая медаль и диплом Государственного комитета по народному образованию СССР за научную работу «Лазерный интерферометр для регистрации гравитационных волн» в 1989 г.

Вторая премия Московского физического общества в группе аспирантов и научных сотрудников за научную работу "Теория свободномассового многолучевого интерферометра Фабри-Перо в гравитационно-волновом эксперименте" в 1993 г.

Ассоциированный член экспертной рабочей группы Экспертного совета Национального исследовательского центра «Институт имени Н.Е. Жуковского» http://nrczh.ru/

Эксперт Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) http://www.rfbr.ru/rffi/ru

В 2016 году закончил Московскую школу управления "СКОЛКОВО" http://school.skolkovo.ru/ru/

Награжден Почетной грамотой Московской областной думы (2002г.), Почетной грамотой Министерства образования и науки РФ (2018г.)

Сайты с результатами научной деятельности: http://www.space-lab.ru и http://pirt.info.