В декабре 1910 г., вернувшись в Россию, продолжил свою работу в госпитальной хирургической клинике ВМА, получив звание приватдоцента. Владимир Николаевич справедливо считался одним из самых способных учеников легендарного профессора С. П. Федорова.
В 1912 г. доктору медицины Деревенко выпала честь стать лейб-хирургом царской семьи. Эту должность он добросовестно и ответственно исполнял в течение последующих шести лет, до дня расстрела царской семьи в Екатеринбурге. Владимир Николаевич лечил Николая II, его жену-императрицу Александру Федоровну и их дочерей — Ольгу, Татьяну, Марию и Анастасию, сына Алексея от заболеваний хирургического профиля. Работы у него было значительно больше, чем у второго лейб-медика, терапевта Е. С. Боткина, так как на попечении В. Н. Деревенко был единственный тяжелый больной в царской семье — наследник престола Алексей, страдавший гемофилией
