В мае 1931 года В. В. Ермаченков вступил в РККА, был направлен в Первую военную школу лётчиков, которую окончил в июле 1932 года. С августа 1932 года В. В. Ермаченков — пилот 74-й, затем 32-й эскадрильи. С декабря 1933 года — командир звена, с августа 1937 года — отряда, с января 1938 года — 32-й эскадрильи Балтийского флота (КБФ). В мае 1938 назначен командиром авиабригады Тихоокеанского флота, участник боёв у озера Хасан, затем дослужился до заместителя командующего ВВС Тихоокеанского флота. В октябре 1939 года назначен командующим ВВС КБФ, участник Советско-финской войны. Командуя ВВС КБФ, В. В. Ермаченков одновременно учился на КУВНАС при Военно-морской академии с ноября 1940 года по январь 1941 года.