В годы Первой мировой войны Виктор Сергеевич Кулебакин был призван в армию и направлен в авиационные войска. В 1915 г. получил права пилота-авиатора. Он является одним из первых военных летчиков нашей страны.

Участник разработки плана ГОЭЛРО. Принимал участие в создании Всесоюзного электротехнического института, МЭИ, Всесоюзного светотехнического института. В. С. Кулебакин — основатель и первый директор Института автоматики и телемеханики АН СССР (ныне — Институт проблем управления РАН). В большой мере его организаторский талант проявился в годы Великой Отечественной войны, когда возглавлял в АН СССР работы по оказанию научно-технической помощи фронту и промышленности и являлся членом Комиссии по мобилизации ресурсов Урала на оборону страны.

Научно-педагогическая деятельность связана прежде всего с ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, где он явился основателем одной из ее первых кафедр — кафедры электрооборудования, начальником которой был с 1923 по 1960 г. Был инициатором подготовки в ВВИА инженеров по электротехнической специальности и организатором факультета авиационного оборудования. Работы В. С. Кулебакина посвящены теории и методам расчета электрических машин и аппаратов, теории автоматического регулирования, автоматизированному электроприводу, электрическому зажиганию в авиационных двигателях, светотехническому оборудованию. Основоположник научной школы по авиационной электроэнергетике. Автор (соавтор) более 300 опубликованных работ, в том числе многотомной монографии «Электрификация самолетов» – первого в мире фундаментального труда, в котором в систематизированном виде освещены основные вопросы электрооборудования самолетов.

Воспитал многочисленную группу учеников и последователей, среди которых академики, доктора и кандидаты технических наук.

Награжден 2 орденами Ленина, орденами Красного Знамени и Трудового Красного Знамени, 3 орденами Красной Звезды, 2 орденами «Знак Почета» и многими медалями.