В 1876 году В. Г. Шухов с отличием окончил училище и был удостоен звания инженера — механика. Он был отправлен за границу для подготовки к профессорскому званию и с целью практического усовершенствования направился в США. Там он провел более года, изучая американскую технику, для чего посетил главные промышленные центры этой страны. Профессорская деятельность была не по натуре В. Г. Шухова. Возвратившись из‑за границы, он, вопреки советам Н. Е. Жуковского, отказывается от ученой карьеры и идет работать инженером. Он поступает начальником чертежного бюро Варшавской железной дороги.
В 1880 году В. Г. Шухов переехал в Москву и занял должность главного инженера технической строительной конторы А. В. Бари. Тогда это было скромное предприятие, которое под руководством В. Г. Шухова приобрело всероссийскую известность и выполнило много полезных сооружений.
По состоянию своего здоровья В. Г. Шухов должен был отправиться на юг и поселился в городе Баку, в котором тогда быстро развивалась нефтяная промышленность. Здесь В. Г. Шухов быстро присмотрелся к нефтяному делу, с которым он не был ранее знаком, и приступил к решению ряда важных технических задач, касающихся хранения, транспорта, перегонки и сжигания нефти. В начале 80–х годов XIX века из нефти добывался только керосин, который применялся лишь для освещения. Началось производство нефтяных смазочных масел, к которым потребители относились с недоверием. Потребовался технический гений и недюжинная энергия замечательного русского инженера того времени профессора Н. П. Петрова, чтобы теоретическими и практическими работами обеспечить применение нефтяных смазочных масел на железнодорожном транспорте. В то время бензин был ненужным и Даже вредным продуктом, неизбежным при перегонке нефти, так как еще не было автомобильного транспорта, а об авиации еще только мечтали лучшие умы человечества. Огромное количество мазута, неизбежно получавшегося при переработке нефти, не находило себе применения. Мысль о применении мазута как топлива зародилась одновременно у нас и в США. Однако его не умели сжигать. Не менее трудным был вопрос о хранении нефти на промыслах и о доставке ее оттуда на нефтеперегонные заводы, так как в то время не было промысловых железных дорог, вследствие чего нефть перевозилась гужевым транспортом. Все эти задачи для инженеров того времени были новыми, и для решения их надо было обладать незаурядным техническим талантом. Им‑то и был от природы щедро наделен молодой инженер В. Г. Шухов, начавший делать то, чему его не учили в школе, о чем еще не было написано в книгах, но что было выдвинуто потребностями жизни.
Решая проблему сжигания нефти и нефтяных осадков в топках, В. Г. Шухов пришел к счастливой мысли превращать нефть в мельчайшую пыль, используя для этого силу стремительно вытекающего из узкого отверстия пара, и в 1880 году построил первую паровую форсунку для сжигания нефти. Форсунка Шухова, обладающая прекрасными качествами, быстро получила широкое распространение в нашей стране. В своей форсунке В. Г. Шухов задолго до изобретения «сопла Лаваля» применил те же механические идеи. Форсунка Шухова была одной из лучших в мире.
Для транспорта нефти на суше В. Г. Шухов предложил перекачивать ее по трубопроводам, подобно воде, и в 1879 году построил первый у нас нефтепровод с Балаханских нефтяных промыслов на нефтеперегонные заводы в Черном городе (Баку). Он обстоятельно изучил перекачку нефти по построенному им нефтепроводу и на основании своих опытов вывел знаменитую «формулу Шухова» для расчета движения нефти по трубам, которой инженеры всего мира пользуются и сейчас.
Для транспорта нефтепродуктов по воде В. Г. Шухов первый в России стал строить нефтеналивные суда — шхуны для перевозки по Каспийскому морю и железные клепаные баржи для перевозки по Волге. На судостроительном заводе в Саратове по чертежам В. Г. Шухова начали строить огромные клепаные железные баржи до 150 метров длиной, что было в то время чудом строительной техники. На чествовании В. Г. Шухова
26 мая 1924 года один из присутствовавших инженеров сказал, что в то время практикам такая постройка казалась делом неисполнимым.
В. Г. Шухов является первым изобретателем крекинг — процесса, опередившим на 20 лет Америку. Одновременно с изобретением В. Г. Шухова был построен и первый автомобиль с бензиновым мотором, т. е. народился главный потребитель бензина. Но лишь четверть века спустя появились миллионы автомобилей, и бензин сделался основным продуктом нефтяной переработки.