Родился 12 января 1917 года в Новоэкономическом руднике (шахта "Чувырина", Красноармейский район Донецкой области). Окончил среднюю школу. С 13 октября 1938 года в рядах Красной Армии, призван Старо-Керменчикским РВК. Окончил военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС Московского военного округа.

Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. в составе неустановленной авиационной части ВВС Северо-Западного фронта, воздушных побед не имел. Награждён медалью "За боевые заслуги".

С 16 марта 1944 года младший лейтенант В. М. Петров в действующей армии. Воевал в составе 163-го ИАП (336-я ИАД), где прошёл путь от рядового пилота до командира звена. Сражался на 2-м Белорусском, 1-м Белорусском, 3-м Прибалтийском, 1-м Прибалтийском, 2-м Прибалтийском и Ленинградском фронтах. Летал на Як-9Д и Як-9У.

К 9 мая 1945 года командир звена 163-го истребительного авиационного полка (336-я истребительная авиационная дивизия, 15-я Воздушная армия, Ленинградский фронт) старший лейтенант В. М. Петров совершил 91 боевой вылет, провёл около 30 воздушных боях и сбил лично 8 самолётов противника (в последнем наградном листе говорится о 9 личных воздушных победах и ещё 3 самолётах уничтоженных на земле).

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. С 10 августа 1957 года майор В. М. Петров - в запасе.

Награждён орденами: Красного Знамени (01.05.1944, 11.02.1945, 29.04.1957), Отечественной войны 1-й степени (12.05.1945), Красной Звезды (26.10.1955, 09.03.1956); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (17.01.1940, 20.06.1949).