Н.С. Вязанкин внес значительный вклад в развитие металлоорганической химии. Им было создано новое фундаментальное направление в области синтеза металлоорганических соединений (МОС) со связями металл–металл, которое успешно развивается в наши дни. Он – автор более 500 научных статей в отечественных и международных журналах, восьми монографий и фундаментальных обзоров.