В 1890–1895 гг. В.М. Металлов преподавал церковное пение в Саратовской духовной семинарии, одновременно работая при Саратовском доме трудолюбия (в 1893 г. был избран почётным членом «за безвозмездное преподавание Закона Божия»). В 1892–1893 гг. В.М. Металлов опубликовал в «Саратовских епархиальных ведомостях» «Очерк истории православного церковного пения в России» (в 1893 г. издан отдельной брошюрой). В 1893 и 1895 гг. участвовал в работе летних курсов церковного пения для учителей церковноприходских школ в Саратове. В 1894–1895 гг. служил в Тихвинской церкви саратовской губернской тюрьмы. В 1895 г., получив приглашение директора московского Синодального училища церковного пения Степана Васильевича Смоленского, переехал в Москву, где занимался созданием библиотеки древнерусских музыкальных рукописей, преподавал в училище историю церковного пения (до 1910 г.) и дидактику (до 1906 г.), стал членом наблюдательного совета при училище. Вошёл в состав клира церкви святителя Василия Кесарийского на Тверской-Ямской ул. В 1898 г. в «Русской музыкальной газете» был опубликован исторический очерк В.М. Металлова «Синодальные, бывшие патриаршие, певчие». В 1901 г., после назначения С.В. Смоленского управляющим Придворной певческой капеллой в Санкт-Петербурге, В.М. Металлов был приглашён на должность профессора церковного пения и законоучителя в Московскую консерваторию. В том же году получил степень кандидата богословия за три учебных пособия по церковному пению. Синод поручил ему рецензирование церковно-певческих сочинений. В 1903 г. В.М. Металлов был переведён на служение в Казанский собор на Красной пл. В 1908 г. был возведён в сан протоиерея. В 1911 г. в Москве была напечатана его книга «Синодальное училище в его прошлом и настоящем». В 1914 г. В.М. Металлов получил степень магистра богословия за работу «Богослужебное пение Русской Церкви: Период домонгольский» (1906, 1912 гг.; премии графа Сергея Семёновича Уварова (1907 г.), митрополита Макария (Булгакова; 1908 г.), Михаила Николаевича Ахматова Императорской Академией Наук (1915 г.)). В 1915 г. стал настоятелем Казанского собора на Красной пл. За работы по истории церковного пения четыре раза (1897, 1899, 1901 и 1908 гг.) В.М. Металлову присуждали премию митрополита Макария (Булгакова). Удостоен орденов святой Анны третьей и второй степени, святого равноапостольного князя Владимира четвёртой степени. По мнению исследователей, работы В.М. Металлова представляют собой новый этап в области изучения древнерусского певческого искусства.