В 1862 году переведен на государственную службу. Многие годы работал в Варшаве в комиссии по делам губерний Царства Польского. В 1878 г. В.О. Сосновский – Полтавский вице-губернатор, в 1880 г. – назначен Харьковским вице-губернатором. 17 марта 1886 года утвержден в должности Смоленского губернатора. Находился на этом посту 16 лет. За это время на Смоленщине высокими темпами развивалась промышленность, сельское хозяйство, возникли новые предприятия, совершенствовалась сеть железных дорог. Произошли коренные изменения в коммунальном хозяйстве города. Построены водопровод, новый мост через Днепр, началось движение трамваев, установлена телефонная связь.
В.О. Сосновский был неравнодушен к благоустройству города. По его инициативе был посажен сад, получивший название "Сосновский". В 1901 году городская дума "за заботу по устройству железного моста через реку Днепр, организацию общественной благотворительности и труды по обеспечению беднейшего населения врачебной помощью" присвоила В.О. Сосновскому звание почетного гражданина Смоленска.