Родился в г. Обоянь Белгородской провинции Киевской губернии. (ныне Курская область) в семье священника.
Обучался в церковно-приходской школе, где проявил незаурядные способности. Обучение продолжил в Харьковской духовной школе "Коллегиум" — весьма известном, в тогдашней России, учебном заведении.
За время обучения довольно хорошо овладел несколькими иностранными языками, в их числе латинским и греческим, и прочитал изрядное количество книг, главным образом по физике и химии.
В 1786 г. окончив "Коллегиум", но не имея средств для продолжения образования, не без трудностей, поступает на математический факультет Петербургской Учительской семинарии, «на казённое содержание». Там он изучал физику у П. Гиляровского, автора одного из первых учебников по этой дисциплине для средней и высшей школы конца XVIII в., а математику — у известного педагога, племянника М. В. Ломоносова М. Е. Головина.
В Петербургской Учительской семинарии Петров обучался почти три года. За это время он смог повидать и послушать известных ученых и изобретателей, познакомиться с ломоносовской лабораторией на Васильевском острове, где академики И. Г. Георги, Н. П. Соколов и Т. Е. Ловиц успешно занимались физико-химическими исследованиями, с известной академической приборостроительной мастерской, руководимой знаменитым конструктором и изобретателем И. П. Кулибиным, с физическим кабинетом Академии и с Петербургской Кунсткамерой.
В ноябре 1788 г. добровольно уезжает на Алтай в качестве преподавателя Барнаульского "благородного училища" для детей горных офицеров и дворян при Колывано-Воскресенских горных заводах.
Алтай в то время — высокоразвитый промышленный район России. Здесь (к концу ХVІІІ в.) в доменном деле по размерам выработки достигнуты результаты, поражавшие иностранцев. На заводах Алтая работало много высококвалифицированных мастеров, среди них И.И. Ползунов — создатель первого теплового универсального двигателя, К. Д. Фролов — строитель ряда выдающихся гидротехнических сооружений.
В училище Петров работал, как отмечается в одном из документов, "...со всегдашним прилежанием", отдавая все свои знания и опыт просвещению заводского юношества. Стараниями Петрова "благородное училище" стало фактически бессословным. Его ученики, сын сержанта Поликарп Залесов, сын солдата Михайло Лаулин и сын мастера-плавильщика Афанасий Вяткин стали видными изобретателями в области теплотехники.
С 1789 г. училище стало называться Горным. Это было первое в Сибири среднее техническое учебное заведение, которое готовило специалистов для горнозаводского производства.
Непосредственно, на Барнаульском и Павловском заводах Петров проводил опыты, оборудовал первый в Сибири физический кабинет, для которого многие приборы изготовил сам.
В 1791 г. Петров возвращается в Петербург и назначается преподавать физику в Военно-инженерном училище, а затем в Главном врачебном училище, которое преобразовали в Санкт-Петербургскую Медико-Хирургическую Академию. При подборе преподавателей для академии не случайно выбор пал на Петрова, уже обратившего на себя внимание глубокими знаниями, педагогическим и практическим опытом и новаторским подходом к формированию знаний будущих специалистов.
С 1795 г. Петров — профессор физики и математики Медико-Хирургической Академии. Он много работает над совершенствованием преподавания физики, создает один из лучших в России физических кабинетов, заметно выделявшийся среди аналогичных кабинетов Европы. При кабинете обустроена астрономическая обсерватория. В лаборатории при кабинете имелось свыше 600 приборов и аппаратов них более 160 по оптике, около 200 по электричеству более 50 по магнетизму. Остальные приборы и аппараты служили пособиями при изучении механики, газов, теплоты, гидростатики и гидродинамики. Кроме этого, имелся большой набор моделей различных машин, а также ряд приборов по астрономии. Гордостью лаборатории стали, самая крупная в мире гальваническая батарея, самая и мощная в России электростатическая машина, огромные лейденские банки, и многие другие приборы и аппараты, изготовленные лично Петровым и созданные по его заданию петербургскими мастерами.
Зная европейские языки, он подробно изучает новейшую литературу по физике и на своих лекциях знакомит учащихся с новейшими достижениями физики и в частности электро-физики. Некоторые его лекции охотно посещались преподавателями и профессорами академии.
Кроме Медико-хирургической академии, Петров (с 1802 по 1827 г.)преподавал физику во Втором кадетском корпусе, готовившем офицеров артиллерии и инженерной службы.
В 1801 г. Петров издаёт свой первый обширный труд "Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений".
Петров — первый русский исследователь люминесценции различных животных организмов и минералов, «фосфоры прозябаемого царства» и «фосфоры из царства ископаемого». Изучая тела, имеющие «достопримечательное свойство соделываться фосфорическими или светящимися от одного действия на них солнечного света через несколько секунд или по крайней мере от 5 до 10 минут», ему удалось разделить хемилюминесценцию от фотолюминесценции.
Он проделал огромную работу, проверяя на практике учение Лавуазье о кислороде. Тщательно изучил окисление разнообразнейших тел, исследовал горение дерева, бумаги, холста, травы, графита, камфары, скипидара, эфира, растительных масел, бальзама, воска и многих других веществ. С целью обеспечить должную точность при опытах, он производил такие определения, как вычисление объема воздуха, содержащегося в порах дерева. Результаты опытов изложены в «Собрании физикохимических новых опытов и наблюдений» которое послужило основой в XIX веке работам Н. Н. Зимина, А. М. Бутлерова и создателя периодической системы Д. И. Менделеева.
В 1800 г. итальянский физик А. Вольта создал первый источник электрического тока «вольтов столб». Петров стал одним из первых физиков, начавших исследования свойств электрического тока.
В апреле 1802 г. Петров сооружает самый мощный на то время источник тока (предположительно э.д.с. составляла 1650-1700 В). Цель создания такого источника «... производить и новые такие опыты, о которых дотоле не имел никакого известия».
В 1803 г. Петров описал устройство источника и важнейшие опыты с ним в труде «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи, состоявшей из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии». Он с подробностями описывает сотни различных экспериментов, проведенных с помощью батареи: электрохимические исследования и изучение электропроводности различных веществ, световые и тепловые действия тока, условия прохождения тока в «безвоздушном месте», (т.е. в вакууме).
Им установлен ряд важных закономерностей в электрической цепи (ныне одна из них называется с 1826 г. "закон Ома").
Предложил способ изоляции электрических проводников сургучом или воском.
Из множества исследований ученого самое замечательное — открытие электрической дуги (английский ученый Х. Дэви смог получить дугу в 1808 г.). Петров описал возможность применения дуги для освещения и возможность использования "...электрического света для практических целей в освещении большого пространства.." (было осуществлено через пол столетия). Он наблюдал не только тлеющий разряд с характерным катодным свечением, но и искровой и тлеющий разряды. 30 лет спустя явления газового разряда были фундаментально исследованы М. Фарадеем.
Также Петров предсказал возможность с помощью электрической дуги: сварку, плавление, восстановление из окислов металлов.
Произведя множество экспериментов по электролизу различных жидкостей, сделал ряд важных наблюдений и впервые на русском языке употребил термин «сопротивление» в отношении к цепям эл. тока.
Он первый осуществил параллельное соединение приемников электрического тока. Создал оригинальные электростатические машины для изучения электрических явлений в атмосфере различных газов.
В 1804 г, вышла из печати книга: «Новые електрические опыты профессора Василия Петрова», где описывалось, что электризоваться за счет трения могут и металлы, и все иные тела, вплоть до тела человеческого. В ней приведены и другие открытия, как образование окиси азота воздуха при электрических разрядах. Это явление было в использовано для развития в конце XIX в. новой отрасли промышленности, занятой производством связанного азота и его соединений, важнейшего сырья для производства, взрывчатых веществ, удобрений и много иного.
В 1810 г. Петров избирается почётным членом Эрлангенского физико-математического общества (Германия).
Почти 40 лет Петров был профессором физики в Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии и своей деятельностью немало способствовал подготовке отечественных ученых, пропаганде научных знаний, просвещению русского народа. Боролся с засилием бюрократии в Академии, чем вызвал недовольство графа С. Уварова — президента Академии и министра просвещения.
В 1827 г. Петров отстранён от заведования физическим кабинетом.
В 1833 г. уволен из Медико-Хирургической Академии. В научных трудах и учебниках физики имя Петрова оказалось под запретом. Изнуренный физически и нравственно, почти ослепший, ученый до конца жизни посещал свой физкабинет, руководил некоторыми опытами.
Скончался в Санкт-Петербурге. Похоронен на Смоленском кладбище.
В 1892 г. Учёный совет Императорской Петербургской Военно-медицинской академии присвоил имя Петрова построенной при Академии электрической станции. В здании эл. станции установили памятную доску. На могиле учёного за счет Академии сооружен памятник.
В 1902 г. схематический рисунок батареи Петрова представлен на плакате, вывешенном в зале Всемирной выставки в Париже.
8 июня 1935 г. Президиум ЦИК СССР принял постановление «Об ознаменовании столетия со дня смерти первого русского электротехника академика В. В. Петрова». В крупнейших высших учебных заведениях страны — Московском энергетическом, Ленинградском и Харьковском электротехнических институтах учреждены ежегодные премии имени В. В. Петрова за лучшие дипломные проекты.
Имя выдающегося русского ученого присвоено светотехнической лаборатории Московского энергетического института.
В 1949 г. по решению Президиума Академии наук СССР в Ленинграде на доме № 2 по 7-ой линии Васильевского острова, где жил академик Петров, установлена мемориальная доска.
Президент Академии наук СССР С. И. Вавилов отметил "...в истории XIX века В. В. Петров не только хронологически, но и по своему значению, непосредственно следует за М. В. Ломоносовым. Мы законно гордимся всей научной деятельностью Василия Владимировича Петрова — замечательного физика и химика, первого русского электротехника".
В г. Обоянь Курской области имя Петрова носит центральная площадь.
В 1956 г. работа Петрова "Известие о гальвани-вольтовских опытах" переиздано в сборнике избранных трудов русских физиков по электричеству под редакцией профессора Л. Д. Белькинда.
Соч.:
«Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений» Санкт-Петербург (1801)
«Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил Профессор Физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков, и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии». В Санкт-Петербурге. В Типографии Государственной Медицинской Коллегии, 1803 года».
«Новые электрические опыты профессора физики Василия Петрова, который оными опытами доказывает, что изолированные металлы и люди, а премногие только нагретые тела, могут соделываться электрическими от трения, наипаче же стегания их шерстью выделанных до нарочитой мягкости мехов и некоторыми другими телами; также особливые опыты, деланные различными способами для открытия причины электрических явлений». Санкт-Петербург (1804).
Иcт.:
В.В. Данилевский "Русская техника" Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство 1947 г.
А. А. Елисеев. Василий Владимирович Петров. М.-Л. 1949 (имеется библиография трудов и литературы о нём).
Шнейберг Я.А. У истоков электротехники. М.: Учпедгиз, 1963.
Шнейберг Я.А. Василий Владимирович Петров. М.: Наука, 1986.