Он был одержим археологией города. В начале XX века, когда в столице начали перестраивать старые дома, прокладывать траншеи и строить первые глубокие коллекторы, Васнецов стал завсегдатаем этих раскопок. Исследовал обнажившиеся древние кладки, остатки деревянных мостовых и крепостных стен. Строители уже знали чудаковатого господина в лицо и звали его, когда лопата натыкалась на старинный кирпич. На основе этих раскопок он создавал свои знаменитые исторические реконструкции Кремля и Китай-города.
Увлекаясь астрономией, он установил на крыше своего дома мощный телескоп и ночами наблюдал за звездами. В 1907 году, чтобы увидеть полное солнечное затмение, он отправился в Кокчетав. Корональное свечение солнца так его поразило, что он потом использовал эти контрасты тьмы и свечения в своих пейзажах, придав им драматизм.
В советские годы он возглавлял общество "Старая Москва" и пытался спасти памятники архитектуры от уничтожения. Когда в 1931 году советское правительство организовало формальное голосование среди академиков и архитекторов за снос Храма Христа Спасителя, Аполлинарий Васнецов оказался единственным из присутствовавших деятелей культуры, кто открыто проголосовал против уничтожения храма и отказался подписать коллективное одобрение.
Каждая историческая картина художника создавалась как строгое научное исследование. Александр Бенуа, назвавший его "художественным археологом", отмечал, что Васнецов не позволял себе ни одной выдуманной детали. Прежде чем взять в руки кисть, брал…
