W 1870 uczestniczył w wyprawie północnej księcia Aleksego Romanowa, dwa lata później ukazała się najważniejsza praca Wasilija Nikołajewicza Uljanina pt. "Materiały o faunie Morza Czarnego" (Материалы для фауны Черного моря), obejmowała ona wnioski z dogłębnych badań nad wirkami. Odkrył i opisał nowe formy oraz stworzył nową grupę Aceola (wirki bezjelitowe). W 1873 przebywał na Krymie, a w następnym roku prowadził badania nad rodziną Poduridae należących do skoczogonków, w drugiej połowie 1874 ponownie wyjechał do Neapolu, gdzie prowadził badania nad meduzami, odkrył wówczas pasożytniczą naturę związku meduz z rodziny Cunina. Pomiędzy 1875 a 1880 kierował Sewastopolską Stacją Biologiczną, pod koniec 1878 rozpoczął badania nad strukturą i rozwojem gatunku Doliolum, udało mu się ustalić sposób ich rozmnażania i przemianę pokoleń. W 1883 po raz ostatni wyjechał do Neapolu, gdzie badał strzykwy z rodziny Distaplia. W 1885 został powołany na stanowisko profesora anatomii porównawczej i embriologii na Uniwersytecie Warszawskim.

Zmarł w Warszawie mając 48 lat, jego ciało zostało przetransportowane do Moskwy, spoczywa na cmentarzu przy monasterze św. Aleksego w Moskwie.