Ученый входил в число ведущих мировых специалистов в области физики и техники ускорителей и накопителей заряженных частиц. Свои научные изыскания он посвятил развитию метода электронного охлаждения пучков тяжелых заряженных частиц, предложенного основателем ИЯФ Гершем Будкером. С 1971 года в составе команды физиков института он участвовал в создании модели накопителя антипротонов НАП-М, где впервые на практике была доказана осуществимость электронного охлаждения.
Василий Пархомчук развивал это направление в крупных международных исследовательских центрах Швеции, Германии, Швейцарии и Китая. Под его руководством создавалась установка охлаждения и накопления ионов свинца для Большого адронного коллайдера в ЦЕРН, а в 2024 году запущена первая в России система электронного охлаждения тяжелых ионов для коллайдера NICA в Дубне.
Кроме того, ученый стоял у истоков отечественной ускорительной масс-спектрометрии (УМС). При его участии создан Центр коллективного пользования «Геохронология кайнозоя» — единственный в стране УМС-комплекс для радиоуглеродного датирования образцов возрастом до 50 тысяч лет, применяемый в археологии, геологии и биомедицине. Много лет Василий Пархомчук передавал опыт молодым специалистам, читая курс «Холодные пучки» для магистрантов Новосибирского государственного университета.
За выдающиеся заслуги перед наукой ученый был награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (1999), Государственной премией РФ (2002), Орденом Дружбы Китайской Народной Республики (2004) и Золотой медалью имени Г.И. Будкера (2023).
