Jednym z pierwszych kierunków zainteresowań W. Pożaryskiego była mikropaleontologia. Tuż po wojnie zorganizował w Państwowym Instytucie Geologicznym laboratorium i Pracownię Mikropaleontologiczną, której był kierownikiem do 1953. Pod jego kierunkiem w ciągu kilku lat zebrano i usystematyzowano olbrzymi materiał dokumentacyjny i opracowano stratygrafię mikropaleontologiczną mezozoiku Niżu Polskiego. Następnie został kierownikiem Zakładu Geologii Niżu
Główny wysiłek skierował na badania geologii regionalnej całego Niżu Polskiego, bardzo słabo jeszcze znanej po II wojnie światowej. Do badań tych zorganizował w Państwowym Instytucie Geologicznym w 1955 cały zespół specjalistów, z którym badał stratygrafię i tektonikę tego obszaru w oparciu o liczne prace geofizyczne i coraz głębsze wiercenia. Praca ta została podsumowana w 1961 wielką syntezą geologiczną Budowa geologiczna Niżu Polskiego. Wiele opublikowanych na ten temat monografii ma nadal fundamentalne znaczenie, także dla poszukiwań złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.