В 1915 был призван в действующую армию фотокорреспондентом.

После революции создал обширные циклы «Старая Москва», «Подмосковные дворцы и усадьбы», Урал», «Поволжье», «Средняя Азия», «Крым», «Народы Кавказа».

В 1918 работал в Московском отделе народного образования.

В 1920-х представлял советское фотоискусство на международных выставках. Получил высшие награды на фотосалонах Италии, Франции, Германии, Японии, Канады и США. На первой крупной выставке в СССР — «Советская фотография за 10 лет» (1928) — представил 135 работ, в том числе серию совершенных по технике видовых и архитектурных пейзажей, за которую был удостоен диплома первой степени. С 1925 по 1928 участвовал в четырех выставках «Искусство движения», организованных Государственной академией художественных наук.

Преподавал фотографию в кружках Дома печати, Трехгорной мануфактуры, Добролёта и Дома пионеров; готовил группу фотографов для МУРа (Московский уголовный розыск), организовал фотографический музей МУРа. С 1928 по 1948 вел созданный им кружок художественной фотографии при Московском Доме ученых Академии наук СССР. С 1931 преподавал в Архитектурном институте.

С середины 1930-х пробовал себя в фотожурналистике — был корреспондентом газеты «Известия», журналов «СССР на стройке», «Огонёк», «Смена». Пользовался только что появившимся портативным фотоаппаратом «Лейка».

В 1936 на проходившей в Доме кино дискуссии о путях развития советского фотоискусства работы фотографа подверглись резкой критике за «правый уклон», т. е. возвращение к традициям пикториальной фотографии.

В 1937 снимал канал Москва — Волга, тогда же приступил к работе над циклом «Народы СССР». Сотрудничал с ВСХВ (Всесоюзная сельскохозяйственная выставка) и Фотохроникой ТАСС.

Живопись оказала большое влияние на творчества фотографа. Вначале Ерёмин увлекался сложными лабораторными процессами — маслом, бромойлем, гуммиарабиком и другими. В зрелый период остановился на обычной фотопечати. Стремление эстетизировать действительность, имитировать в фотографии технику живописи привели его к созданию декоративного, камерного стиля в фотографии. Занимался фотоиллюстрированием книг по искусству.

Фотографии Ерёмина хранятся в собраниях музея «Московский Дом фотографии», Союза фотохудожников России, галереи Алекса Лахмана (Кёльн), Музея Людвига (Кёльн) и других, а также в частных собраниях в России и за рубежом.