В 1902 году Толмачев представил физико-математическому факультету Петербургского университета работу «Материалы по археологии восточного склона Урала», а в 1904 году в императорскую Археологическую комиссию — сведения об открытых им городищах и курганах в Пермской губернии. Эти открытия были сделаны, главным образом, по рекам Синаре, Багаряку и Караболке.
Во время русско-японской войны Владимир Яковлевич был мобилизован. Находясь на Дальнем Востоке, заинтересовался китайскими древностями и этнографией, в период 1905—1906 гг. собрал значительную коллекцию и ознакомил со своим собранием императорскую Археологическую комиссию, после чего коллекция поступила в музей Уральского общества любителей естествознания.
В 1906 году совершил путешествие в Индию и Египет. В 1907 году плавал по Енисею до Усинского пограничного округа и собрал значительную коллекцию сибирских древностей, которая вместе с описанием их была приобретена императорской Академией наук.
В этом же 1907 году в VIII томе «Записок императорского Археологического общества» опубликовал собранные им материалы об уральских курганах и городищах.
В 1908 году Владимир Яковлевич производил разведки в Оренбургской губернии, представив об этом в Археологическую комиссию отчет и описание археологического отдела оренбургского музея, с приложением альбома.
В 1909 году производил археологические разведки в Самарской губернии и представил той же Археологической комиссии свой отчет. Разведки эти были продолжены в следующем, 1910 году. Представленный в Комиссию отчет был напечатан.
В 1911 году вел археологические разведки в Пермской губернии и в Археологическую комиссию представил отчет с приложением атласа древностей в несколько тысяч рисунков.
В 1912 году, по поручению Комиссии, составил описание коллекций пермских древностей, имевшихся в собрании Комиссии и Археологического общества.
В 1913 году производил археологические разведки и раскопки в Пермской губернии, представил в Комиссию отчет. В этом же году вышел из печати первый выпуск основного труда «Древности восточного Урала».
Если мне не изменяет память, моя переписка с Владимиром Яковлевичем началась с 1911 года. Летом 1913 года мне пришлось с двумя студентами объезжать ряд уездов Пермской губернии в качестве участника экспедиции по обследованию скотоводства. Как раз я заехал на границу Камышловского уезда, а рядом, в пределах Шадринского, находилось владение Толмачевых, куда летом приехал из Петербурга В. Я. Толмачев. Я воспользовался такой близостью и проехал на толмачевскую мельницу. Я представлял Владимира Яковлевича человеком невысокого роста, с бородкой, тут же встретил гвардейца с черными усами, в форменной фуражке. Встреча была самой сердечной. Уж мы говорили, говорили и наговориться не могли.
В 1914 году Владимир Яковлевич производил предварительное археологическое обследование в районе строившейся Казань-Екатеринбургской железной дороги и детально изучал древности восточно-уральских торфяников и наскальные надписи восточного Урала.
В начале июля В. Я. Толмачев прибыл в мое родное село Першино, где тщательно описал археологические коллекции, собранные мною в основанном мною же краеведческом музее. Вместе мы отправились в пределы Бакланской волости (теперь Каргопольский район Курганской же области), где весной 1913 года я открыл детский могильник андроновской культуры. Здесь мы вскрыли одно детское бескурганное погребение и один небольшой курган, оказавшийся пустым, — часть насыпи с погребением до нас обрушилась в русло небольшой речки Бакланки.
Это мы делали 18 июля. Мимо нас проехал из волостного села Бакланки в село Долгое урядник с объявлением о мобилизации. Об этом мы узнали, когда Владимир Яковлевич остановил урядника и расспросил его о причине спешки. Войны с Германией объявлено еще не было, но мы уже догадались, что это не за горами…
Вскоре же мы покинули Бакланскую волость и уехали в Шадринск; Владимир Яковлевич отправился сначала в Екатеринбург, а я к себе на родину, где чуть позже получил вызов воинского начальника явиться в Шадринск за назначением в 8-й уральский казачий полк в качестве ветеринарного врача.
4(17) ноября того же 1914 г. Владимир Яковлевич вернулся в Петроград и представил Археологической комиссии фотографические снимки, рисунки, чертежи и коллекции древностей, сделанные и собранные во время поездок по Пермской губернии.
Необходимо сказать, что поездки Толмачев делал во время летнего отпуска. Вообще-то он все время находился на какой-то службе, чтобы на заработанные средства вести археологическую работу. Перед первой мировой войной он служил в Крестьянском поземельном банке, а поэтому и ходил в форме ведомства Министерства финансов.