Работал в лабораториях академика А.М. Вейна, академика В.В. Парина, Медицинского университета г. Сегед (Венгрия) и М. Жуве в Лионе (Франция). Является автором оригинальных исследований температуры мозга в цикле бодрствование-сон; действия депривации быстрого сна; взаимоотношения стресса и сна; роли «пептида, индуцирующего дельта сон» в регуляции сна; нарушения цикла бодрствование-сон в экспериментальных моделях ишемического инсульта и эпилепсии, депрессии и болезни Паркинсона, проводившихся на дельфинах, крысах и мышах.

В 2011 г. вышла его монография «Основы сомнологии», в которой рассматриваются вопросы, связанные с регуляцией цикла бодрствование-сон. Перу В.М. Ковальзона принадлежит более 150 статей в рецензируемых журналах и глав в монографиях, множество научно-популярных очерков и переводы книг известных ученых А. Борбели, М. Жуве о природе сна и истории сомнологии.