Эта теория имела важное значение для психологии обучения. Согласно ей, структура социального взаимодействия «взрослый — ребенок», представленная в развернутом виде в так называемой зоне ближайшего развития ребенка, в дальнейшем усваивается им и формирует структуру психических функций. Этим обусловлено соотношение обучения и развития: обучение «ведет за собой» развитие, а не наоборот. Сформулировал проблему возраста в психологии, предложил вариант периодизации развития ребенка на основе чередования «стабильных» и «критических» возрастов с учетом характерных для каждого этапа психических новообразований. Изучал стадии развития детского мышления; в полемике с Ж. Пиаже доказал, что речь социальна и по происхождению, и по функции («Мышление и речь» // Собр. соч. Т. 2. М., 1982). Создал новое направление в дефектологии, показав возможность компенсации дефекта за счет развития высших психических функций. Разработал новое учение о локализации психических функций в коре головного мозга. Создал большую научную школу, среди его учеников — А. В. Запорожец, А. Н. Леонтьев, А. Р. Лурия. Д. Б. Эльконин и др.