Вернувшись на родину, он был назначен в Петербургский военный порт помощником строителя линейного корабля «Андрей Первозванный». 1 июля 1907 г. был командирован в Барроу (Англия) членом приемной комиссии, а потом назначен там же помощником наблюдающего за постройкой броненосного крейсера «Рюрик». За эту работу В. Костенко был награжден орденом Св. Станислава 2-й степени. 1 октября 1908 г. был назначен конструктором технического бюро Морского технического комитета в Петербурге. С этого момента он начал работать под руководством академика А. Н. Крылова. 23 марта 1910 г. был арестован за революционную деятельность и заключен в Трубецкой бастион Петропавловской крепости, в июле осужден на шесть лет каторги. 19 декабря 1911 г. по ходатайству А. Н. Крылова и морского министра вице-адмирала И. К. Григоровича помилован императором Николаем II, освобожден из заключения и уволен с флота. 1 мая 1912 г. был назначен начальником Технической судостроительной конторы Общества Николаевских заводов и верфей «Наваль», затем главным инженером завода «Наваль» (ныне Черноморский судостроительный завод). За пятилетие (1912–1917) Технической конторой было спроектировано более 150 военных и коммерческих судов. Все проекты разрабатывались под личным наблюдением главного корабельного инженера В. П. Костенко, а наиболее ответственные расчеты и конструкции, такие, как спусковые устройства линейных кораблей, выполнены непосредственно им лично. После 1917 г. Владимир Полиевктович являлся техническим руководителем, главным инженером судостроительных заводов в Николаеве, занимал руководящие должности в Губсовнархозе, Управлении промышленности ВСНХ УССР (Харьков), «Судотресте» и «Судопроекте» (Ленинград). 27 декабря 1928 г. В. П. Костенко арестовывают по делу ленинградского «Судотреста» с вменением ему в вину перерасхода сметной стоимости транспортных судов. 9 июня 1929 г. приговаривают к расстрелу с заменой на 10 лет тюремного заключения с отбыванием срока в Соловецком лагере особого назначения. 30 ноября 1929 г. его перевели в Харьков для отбывания срока заключения в особом бюро при ОГПУ. В мае 1930 г. украинский Гипромаш (Харьков) привлек В. П. Костенко к обсуждению проекта реконструкции Николаевских судостроительных заводов. 29 октября 1930 г. Костенко уже в Ленинграде в Доме предварительного заключения для работы в Особом бюро при ОГПУ. Здесь Владимир Полиевктович разработал «План реконструкции Ленинградских судостроительных верфей», в котором намечалась максимально возможная модернизация всех ленинградских верфей, рассматриваемых как единое сложное предприятие. 18 августа 1931 г. по постановлению коллегии ОГПУ В. Костенко освобождают. 1 сентября 1931 г. его назначают главным инженером «Проектверфи», с 1 мая 1936 г. преобразованной в ГСПИ-2. Это назначение совпало с обострением международной обстановки на дальневосточных границах СССР. В связи с этим для усиления промышленно-экономической базы Дальневосточного края 10 августа 1931 г. правительство СССР приняло решение построить судостроительный завод универсального профиля на берегу Амура неподалеку от Хабаровска. Для окончательного принятия решения о месте постройки завода 17 февраля 1932 г. нарком тяжелой промышленности Г. К. Орджоникидзе приказал руководству «Проектверфи» немедленно выехать на Дальний Восток, чтобы ознакомиться с положением дел на месте. В Хабаровск вылетели В. П. Костенко, управляющий «Проектверфью» Н. Г. Оксман и старший инженер А. В. Романов. Костенко и Романов осмотрели две возможные площадки для строительства, обошли все незатопляемые участки в районе Пермского и 31 марта подписали протокол осмотра. В. П. Костенко изучил материалы экспедиции Самкова, работавшего на участке между Пермским и Нижне-Тамбовским, скопировал топографические, гидрографические и навигационные данные Амурского речного пароходства. Выводы, основанные на всех собранных данных, Владимир Полиевктович доложил 3 апреля на совещании у Я. Б. Гамарника в присутствии С. Н. Бергавинова, Р. А. Муклевича, В. К. Блюхера и др. Он считал более целесообразным расположить завод в районе с. Пермского не там, где предлагалось ранее, а в районе Малого и Большого Силинских озер, одно из которых он намеревался превратить во внутренний закрытый бассейн, а другое – в большой рейд для достройки кораблей в стороне от амурского фарватера. 9 апреля под строительство завода была окончательно утверждена площадка у с. Пермского, выбранная В. П. Костенко. Условия у с. Пермское полностью исключали возможность использования технических решений, общепринятых в мировой практике. На «Проектверфь» возлагалась обязанность представить предварительный генеральный план судоверфи к 13 апреля 1932 г. В указанный срок В. Костенко и Н. Оксман передали руководству строительства предварительный генеральный план, а 7 сентября было закончено и утверждено проектное задание на судостроительный завод абсолютно нового типа. Однако всего через месяц руководители строительства выступили против этого плана. 16 октября 1932 г. в Кремле в присутствии Сталина состоялось заседание Совета Труда и Обороны, посвященное этому вопросу. С докладом перед членами правительства выступил Костенко. Он изложил причины, по которым «Проектверфь» рекомендует правительству отказаться от первоначального варианта проекта судостроительного завода, учитывая местный климат и гидрологический режим реки Амур. В основу нового проекта Костенко впервые в стране выдвинул идею постройки почти полностью готовых кораблей на горизонтальных стапелях в сухих доках и перекрытых (впервые в мире!) отапливаемыми эллингами. Вывод кораблей на свободную воду он предлагал осуществлять посредством искусственного наливного бассейна с полушлюзом. Это тоже было необычно для отечественного кораблестроения.

Одновременно Костенко предложил пересмотреть плановое задание проектирования завода, так как оно оказалось слишком усложнено и мало отвечало действительным интересам и возможностям государства. Противников у этой идеи оказалось множество. Против предложения Костенко выступили заместитель наркома по военным и морским делам Гамарник, секретарь Дальневосточного крайкома ВКП(б) Бергавинов и даже сам начальник строительства Каттель, но Костенко неожиданно поддержал Сталин, что предопределило судьбу проекта и всей стройки. И. Сталин дальновидно предложил убрать из про¬граммы предстоящей работы завода все гражданские транспортные и промысловые суда, изменив при этом количество выпускаемых военных кораблей. С учетом этого проектировщики разработали план постройки завода по новому, сокращенному варианту, который и был утвержден правительством 13 ноября 1932 г. Срок ввода в эксплуатацию первой очереди теперь уже полностью оборонного предприятия был перенесен на 1 сентября 1934 г. Новая программа предусматривала ежегодный выпуск шести подводных лодок, четырех лидеров-эсминцев до 130 метров длиной и одного крейсера длиной до 180 метров.

Три раза Владимир Полиевктович на правительственных совещаниях в присутствии И. Сталина отстаивал свой план постройки принципиально новых судостроительных заводов, где постройка и спуск кораблей осуществлялись на горизонтальных стапелях в закрытых сухих утепленных доках, находящихся выше горизонта акватории реки.

Создание завода в Комсомольске-на-Амуре было уникальным явлением в истории отечественной судостроительной промышленности. Финансирование этой стройки было открыто до утверждения проекта, строительство велось одновременно с изыскательскими работами и проектированием. 12 июня 1933 г., когда был заложен завод, технического проекта еще не существовало; «Проектверфь» начала давать строителям сразу рабочие чертежи. Первый корабль, полностью построенный в Комсомольске, вступил в строй 30 января 1942 г., когда сооружение самого завода было еще далеко от завершения. За считанные месяцы проектировщики «Проектверфи» разработали уникальные стапеля, на которых в Ленинграде и Николаеве планировалась постройка первых советских линкоров типа «Советский Союз». Для ремонта этих гигантов предназначались судоремонтные базы с сухими доками на Балтийском, Черном и Белом морях, одна достроечно-судоремонтная база проектировалась для Советской Гавани: в ней должны были достраиваться и ремонтироваться корабли завода в Комсомольске-на-Амуре. Полностью реконструировался «Дальзавод» во Владивостоке с восстановлением сухих доков, а также ряд ленинградских и николаевских заводов. К этой сложнейшей и ответственейшей работе Владимир Полиевктович приступил в полном расцвете своего инженерного таланта. К своим пятидесяти годам он имел за плечами опыт работы, которым, наверное, не мог бы похвастаться ни один кораблестроитель в мире, и огромный опыт общения с людьми: он умел находить общий язык с рабочим и адмиралом, с рядовым конструктором и руководителем промышленности. Проект завода на Амуре определил практику проектирования и строительства судостроительных предприятий Японии, Западной Европы и США на 30 лет, а выбор В. Костенко площадки для Северодвинского завода имел значение в ходе Великой Отечественной войны.

Выбор площадки для строительства Северодвинского завода имел для В. Костенко печальные последствия. 25 февраля 1941 г., накануне Великой Отечественной войны, он был снова арестован и обвинен в преднамеренном выборе площадки для строительства завода на болотистом месте, что якобы повлекло за собой большие перерасходы при выполнении гидрологических работ. Следствию не удалось собрать серьезных компрометирующих Владимира Полиевктовича материалов, и его дело шло к прекращению. Но помешала война.

В июле 1941 г. В. Костенко был перевезен из Ленинграда в златоустовскую тюрьму, дело было возобновлено и тянулось почти год. Лишь 10 июня 1942 г. Владимира Полиевктовича перевезли в Челябинск, где объявили, что он освобождается в связи с прекращением дела. А уже 18 июня он был назначен заместителем начальника ГСПИ-2, эвакуированного в Омск.

24 сентября 1942 г. директор ГСПИ-2 А. С. Южаков получил правительственную телеграмму от заместителя наркома судостроительной промышленности Александра Васильевича Самарина, с первых дней войны координировавшего работу заводов отрасли и направленного на Дальний Восток в 1942 г. для решения и согласования вопросов, возникавших в связи со строительством судостроительных заводов, определения слабых точек, оказания необходимой помощи: «Оформите пропуск, командируйте Костенко Владивосток, Хабаровск, Советскую Гавань, Комсомольск сроком два месяца ... Костенко выехать Владивосток третьего октября».

Прибыв на завод, В. П. Костенко обошел всю его территорию, придирчиво осмотрел все сооружения и оборудование и наметил необходимую программу действий. В музее завода хранится его письмо И. С. Фролову – уполномоченному бригады 2-го ГСПИ от 8 ноября 1942 г. «Вам надо развивать проектирование по объектам предполагаемого строительства 1943 года, – писал он, – в первую очередь по следующим новым цехам и сооружениям:
1) Достроечный цех: а) технологическое проектное задание с расчетом действительно необходимой мощности в 1943 г. и для проектной мощности в будущем, б) рабочий совмещенный проект (строительный) облегченный, без бомбоубежища и крана, с легким фундаментом, сокращенными бытовками.
2) Литейный цех: пристройка, перенос обрубной в промежуточный склад готового литья, новый схематич. проект (монтажный) размещения всего оборудования в цеху. 3) Цеха: контрагентский, малярно-такелажный, термический, газогенераторная при кузне.
4) Проверка проекта транспорта и его упорядочение между эллингами и первой линией цехов.
5) Проверка эффективности работы по кораблям в эллингах (составить для института докладную записку с оценкой проекта работ в эллингах – доки-эллинги, бассейн с полушлюзом, отопление эллингов, краны, сборочные площадки, доведение кораблей до высокого % готовности в эллингах. Желательно получить письменное мнение директора, гл. инженера и строителей кораблей, выявить экономию затрат, сокращение сроков. Это важно для будущих проектов).
6) Соображения по ТЭЦ завода: расход топлива, его сжигание и подсушка (эффект подсушки), данные по теплопроизводительности райчи-хинских углей, схема реконструкции 1-й очереди с переводом ее на уголь. Перспективы ТЭЦ в будущем. Система золоудаления.
7) Доклад по жилстроительству завода. Число построенных домов и их оценка, фабрика-кухня, баня, театр, пути сообщения. Планировка города и возникающие проблемы в связи с ростом Комсомольска (инициативный доклад с сигнализацией о будущих трудностях). Вообще Вам надо по указаниям Наркомата быть «оком» института и Наркомата на месте, вовремя предупреждая о будущих возможных трудностях. Желательна систематическая информация института о ходе производства и строительства...

В заключение хочу Вам сказать, что на меня произвела весьма благоприятное впечатление дружная и слаженная работа бригады. Передайте всем сотрудникам института мою благодарность и пожелание завоевать авторитет на заводе у дирекции и в цехах». Ударный труд проектировщиков был высоко оценен правительством. 10 апреля 1945 г. за участие в строительстве Комсомольского судостроительного завода Владимир Полиевктович был награжден орденом Трудового Красного Знамени. 3 марта 1950 г. за создание заводов первого поколения группе работников ГСПИ-2, в т. ч. и В. П. Костенко, была присуждена Государственная премия 2-й степени. Имя В. П. Костенко И. В. Сталин лично внес в список лауреатов.

1 октября 1953 г. в связи с преклонным возрастом Владимир Полиевктович перешел на работу по сокращенному графику на должность главного технолога по судостроению в ГСПИ-2, которую исполнял до 1956 г. 14 января 1956 г. он скончался в Ленинграде. Похоронен на Серафимовском кладбище.