Родился в с. Чернолесское (ныне село Чернолесское Новоселицкого района Ставропольского края). В 1937 году окончил два курса Орджоникидзевского педагогического института, в 1941 году - двухмесячные курсы младших лейтенантов, в 1945 году - ускоренный курс военной академии имени Фрунзе, в 1948 году - основной курс этой же академии. В РККА - с 22 ноября 1939 год. Служил в полковой школе. В годы Великой Отечественной войны - командир взвода (1941-1942 г.г.), на штабной работе (1942 г.), командир батальона автоматчиков, заместитель начальника штаба мотострелковой бригады (1943 г.).

   С марта 1943 года по декабрь 1944 года был на штабной работе. Участвовал в обороне Одессы, Севастополя, Кавказа, форсировании Днепра и Днестра, освобождении Румынии и Венгрии. После войны - на штабной работе в армейском звене. С 1948 года служил на Дальнем Востоке: замначальника и начальник отдела штаба армии, командир стрелкового полка, начальник штаба и командир мотострелковой дивизии, начальник штаба дивизии. По июль 1961 года - командир дивизии. С июля 1961 года по июнь 1964 года - начальник штаба армии, по январь 1966 года - командующий армией, по апрель 1972 года - начальник штаба. С мая 1972 по май 1976 года - командующий войсками Дальневосточного военного округа.

   С 1976 года - первый заместитель главнокомандующего Сухопутными войсками. Затем с декабря 1978 года по ноябрь 1980 год - главнокомандующий войсками Дальнего Востока. В течение двух лет в звании генерала армии служил в поселке Сосновый Бор под Улан-Удэ, где тогда располагалась ставка главкома. В подчинении главкома Петрова в то время были войска Забайкальского, Дальневосточного и Сибирского военных округов и Тихоокеанский флот.

   С 1980 года по 1985 год Петров был главнокомандующим Сухопутными войсками - заместителем министра обороны СССР, в 1985-1986 годах - первым заместителем министра обороны СССР. С 1986 года по 1992 год - генеральный инспектор Группы генеральных инспекторов министерства обороны СССР, советник начальника Генерального штаба Объединенных Вооруженных Сил Содружества независимых государств. С сентября 1992 года - советник при министерстве обороны Российской Федерации.

   В 1982 году Василию Петрову было присвоено звание Героя Советского Союза, в 1983 году - звание Маршала Советского Союза. Награжден орденами - четырьмя Ленина, Октябрьской Революции, Красного Знамени, Отечественной войны I степени и II степеней, двумя «Красной Звезды». Стаж военной службы - 53 года. Похоронен на федеральном военно-мемориальном кладбище в Мытищах.

Герой Советского Союза

Орден Александра Невского

Орден Ленина

Орден Октябрьской Революции

Орден Красного Знамени

Орден Отечественной войны I степени

Орден Отечественной войны II степени

Орден Красной Звезды

Орден «За службу Родине в Вооружённых Силах СССР» III степени

Медаль «За боевые заслуги»

Юбилейная медаль «За доблестный труд (За воинскую доблесть). В ознаменование 100-летия со дня рождения Владимира Ильича Ленина»

Медаль «За оборону Кавказа»

Медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.»

Медаль «За укрепление боевого содружества»

Медаль «За безупречную службу» I степени Орден Тудора Владимиреску I степени

Орден Народной Республики Болгария I степени

Орден «Красного Знамени» (Монголия)

Орден Знамени ВНР с алмазами Чехословацкий

Орден Красного Знамени

Орден Государственного флага I степени