Наукой заниматься Гинзбург начал в аспирантуре физического факультета МГУ, внес большой вклад в развитие радиоастрономии. Гинзбург — основатель Комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при президиуме Российской академии наук.

В 2003 году Виталий Гинзбург получил Нобелевскую премию за исследования явлений сверхтекучести и сверхпроводимости при сверхнизких температурах.