Vicenç Beltran ha exercit la càtedra a les universitats de Cadis, Barcelona i Sapienza de Roma, i ha publicat setanta llibres i més de dos-cents articles on s’ha ocupat de diversos temes i tècniques de treball referents a totes les literatures romàniques, medievals i modernes. Ha publicat en castellà, català, gallec, francès, italià i anglès.
Entre les seves recerques són molt conegudes les que ha dedicat a la lírica de la Baixa Edat Mitjana, amb llibres com El estilo de la lírica cortés (1990), La canción de amor en el otoño de la Edad Media (1988), l’edició crítica de les Coplas que hizo Jorge Manrique a la muerte de su padre (1991) o la de l’obra completa d’aquest autor (1993 i 1997) i de tots els membres de la seva família: Poesía cortesana, 2009. Ha publicat nombrosos treballs sobre composició i estructura dels cançoners francesos, italians, llatins, provençals, castellans i catalans, apareguts en actes de congressos i revistes especialitzades de tots els països; entre ells ha dedicat nombroses publicacions i un llibre a El cançoner de Joan Berenguer de Masdovelles (2006) i al cançoner d’Ausiàs March, Poesia, escriptura, societat: els camins de March, 2006. En aquest àmbit no ha deixat de publicar treballs com «Estribillos, villancicos y glosas en la poesía tradicional: intertextualidades entre música y literatura», 2014 o «Poesía musical antigua y cultura humanística. Juan del Encina entre Castilla e Italia», 2014.
Paral·lelament, s’ha ocupat de diversos autors i problemes de la poesia cortesana del segle XV, amb monografies sobre poetes castellans com Santillana, Nicolás de Guevara, Juan Rodríguez del Padrón, Alonso Enríquez, Juan del Encina o Jorge Manrique, portuguesos com Lopo de Sousa i catalans com Ausiàs March i Joan Berenguer de Masdovelles entre d’altres, que han confluït en la publicació d’una antologia de poesia castellana: Edad Media. Lírica y cancioneros, amb dos-cents cinquanta textos en edició crítica (edicions de 2002 i 2009). S’ha apropat a la literatura antiga amb metodologia lingüística en el llibre Para una historia del vocabulario poético español. De Mena al Renacimiento, 2011.
Entre els seus treballs sobre els trobadors són remarcables els llibres A cantiga de amor (1995) i l'antologia La poesía galaico-portuguesa (1985), en col·laboració amb Carlos Alvar. Ha publicat a més una llarga sèrie de recerques sobre les corts poètiques de la Península Ibérica en el segle XIII on incideix particularment sobre els contactes que allí s’establiren entre les diferents escoles trobadoresques: Pero da Ponte, Gui d’Ussel, Bonifaci Calvo, Cerverí de Girona, Pero Amigo de Sevilha, Raimon de Castelnou, etc. D'aquestes recerques han sortit finalment dos llibres, La corte de Babel: política y poética de las lenguas en la España del siglo XIII, Madrid, Gredos, 2005 i Poética, poesía y sociedad en la lírica medieval, 2007. Darrerament ha publicat La creación de una lengua poética: los trovadores entre oralidad y escritura, Alessandria, Edizioni dell’Orso, 2010.
En els darrers anys ha estudiat les funcions ideològiques de la literatura al llarg de la història, en particular a l’Edat Mitjana i el Renaixement, en treballs com ‘Don Ferrando’, rei ‘spectant’. La connexió portuguesa del Tirant, 2012, Conflictos políticos y creación literaria entre Santillana y Gómez Manrique, 2016 i “Amar en la corte. Amor y matrimonio en la sociedad estamental”, 2020. Actualment està investigant els condicionaments polítics del mite d’Inès de Castro.
Ha dedicat també una atenció constant als problemes de la lírica antiga de tipus oral; en aquest marc, és autor d’antologies i nombrosos articles sobre temes de crítica textual, sobre la interpretació dels seus símbols poètics i sobre l'estatus sociològic d’aquesta poesia. Destaquen quatre antologies: La canción tradicional, 1976, La canción tradicional de la Edad de Oro, 1990, Canción de mujer, cantiga de amigo, 1987 i Ki s’antraimment soweif dorment. 20 chansons de toile, 1986. Aquestes recerques han confluït en el llibre La poesía tradicional medieval y renacentista. Poética y antropología de la lírica oral, 2009. L’establiment de les condicions de la transmissió oral antiga i les seves implicacions culturals, cortesanes i musicals s’han dut darrerament a l’estudi del romancer antic: ha estudiat i publicat facsímils dels tres volums de la Silua de romances (2016-2017), els quatre de les Rosas de romances (2018 i 2020) i els Cuarenta cantos d’Alonso de Fuentes (2020); aquestes recerques han estat la base de nombrosos articles de caire teòric, en especial el llibre El Romancero. De la oralidad al canon, 2016.
A més, ha sovintejat altres temes de recerca, com la narrativa de Jorge Luis Borges, Gonzalo de Berceo, Góngora, Quevedo, el desenvolupament del mite de Tristany i Iseut a les lletres europees, la funció antropològica del paisatge a la literatura medieval o l’anàlisi del llarg poema Sepulcro en Tarquinia. És també codirector del projecte Bibliografia de Textos Catalans Antics i creà i dirigí el Boletín Bibliográfico de la Asociación Hispánica de Literatura Medieval; s’ha ocupat a més de problemes metodològics, com per exemple les aplicacions de l’estadística i de la codicologia als estudis literaris i la metodologia de l’edició de textos. Al llarg dels anys ha dirigit projectes de recerca sobre cançoners antics i sobre trobadors (divuit projectes del Ministerio de Educación o de Universidades des de l'any 1987, SGR de la Generalitat renovat des de l'any 2005, accions integrades amb Itàlia i Portugal, estades a diverses Universitats, etc.). Ha dirigit a més d'una vintena de tesis de doctorat a les universitats de Cadis, Barcelona, Roma i altres). Actualment és codirector del projecte Corpus des Troubadours (IEC-UAI).
És membre dels consells de direcció de nombroses revistes i col·leccions i assessor d’entitats de finançament de la recerca en diversos països. És membre de nombroses entitats científiques i de l’Institut d’Estudis Catalans.