• нелинейная динамика и теория колебаний
• теория синхронизации, хаотизации
• проблемы структурообразования, передачи и обработки информации
Основные публикации:
Динамический хаос в фазовых системах : учеб. пос. / В. В. Матросов, В. Д. Шалфеев. - Нижний Новгород : Изд-во Нижегородского госун-та, 2007. - 255 с.; ISBN 978-5-91326-022-3
Нелинейная динамика систем фазовой синхронизации / В. Д. Шалфеев, В. В. Матросов; Нижний Новгород : Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2013. - 366 с.; ISBN 978-5-91326-201-1
Школа академика А. А. Андронова и ее развитие в Нижегородском университете : (заметки к 90-летию школы) / М. И. Мотова, В. Д. Шалфеев; - Нижний Новгород : ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2023. - 156 с.; ISBN 978-5-91326-820-4
