В 1964 г. на базе лаборатории осетровых рыб был создан самостоятельный институт осетрового хозяйства – ЦНИОРХ, где В.В. Мильштейн занял должность директора и, проработав до 1973 г., ушел на преподавательскую работу в Астррыбвтуз.
Владимир Вольфович – высококвалифицированный практик и ученый. Им написано более 80 научных работ, около 60 из них опубликованы. В них освещаются вопросы развития осетроводства на Каспии, выращивания молоди промысловых рыб в нерестово-вырастных хозяйствах. Им впервые был применен метод мечения молоди радиоактивным фосфором. Многие выводы и предложения работ ученого внедрены в практику Севкаспрыбвода и в рыбное хозяйство.
В.В. Мильштейн награжден орденом «Красной звезды«, медалями «За боевые заслуги», «За победу над Германией», «За оборону Сталинграда», «За оборону Киева» и «За трудовую доблесть».