При этом автор подчёркивал неблаговидную роль группы православных иерархов, которые под давлением власти тайно перейдя в унию, воздействовали изнутри на паству, видевшую в них православных епископов. Непрерывная и возрастающая экспансия католичества продолжалась и в ХVIII в. (вплоть до третьего раздела Польши в 1795 г.), что вызывало неоднократные ответные шаги российской дипломатии. Особенно тяжело сказывалось, по мнению В.Б. Антоновича, вмешательство польского государства во внутрицерковную жизнь православной церкви (выборы архиереев, поставление священников). Основной вывод, который сделал В.Б. Антонович, – преследование православия в Речи Посполитой было результатом целенаправленной политики, продиктованной не церковными, а государственными интересами. Другая его книга «Очерк состояния Православной Церкви в Юго-Западной России по актам (1650–1798)» (1871 г.) также посвящена церковной жизни на Украине и в Белоруссии во второй половине ХVII – ХVIII вв., но отличается от первой более подробным анализом источников и хронологическим изложением исторических событий. В этой работе В.Б. Антонович собрал многочисленные факты преследований православного населения со стороны католического духовенства и польской шляхты. Считая униатство искусственным явлением, историк писал: «Вызванная политическою и религиозною интригою, уния лишена была жизненной силы со дня своего рождения». В.Б. Антонович одним из первых исследовал «литовско-польский» период в истории Украины: в докторской диссертации «Очерк истории великого княжества Литовского до смерти великого князя Ольгерда» (1878 г.) представил процесс формирования Литовского княжества (до ХV в.) как постоянную борьбу русского и литовского начал, которая привела Литву к подчинению Польше. В монографии «Киев, его судьба и значение с XIV по XVI столетие» (1882 г.) выступил против тезиса русского историка Михаила Петровича Погодина о полном запустении Приднепровья и смене здесь населения после Батыева нашествия; в работах по истории казачества выдвинул спорную мысль о казаках как потомках древнерусских общинников, живших под литовским управлением до заключения Люблинской унии; в двух монографиях о народных волнениях на Украине в XVIII в. ввёл в оборот данные о направленности так называемого гайдамацкого движения против униатской и католической церквей. Под руководством В.Б. Антоновича начались работы по сплошному археологическому обследованию Среднего Поднепровья (продолженные В.В. Хвойной, Б.И. и В.И. Ханенко), были созданы первые археологические карты (копии использовались в работах Генерального штаба).