Родился 26 декабря 1914 года в деревни Игумново Чуровского поселения (ныне Некрасовский район Ярославской области). Работал в колхозе. С августа 1935 года рядах Красной Армии, призван Пришекснинский РВК (Пришекснинский район Вологодской области), окончил военную авиационную школу лётчиков в городе Энгельс. Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. в составе 68-го ИАП и 152-го ИАП, летал на И-153. Затем служил в системе ПВО города Баку.

С 10 января 1942 года старший политрук В. С. Виноградов в действующей армии. Сражался в составе 743-го ИАП, был военным комиссаром эскадрильи, летал на И-153. В июне 1943 года майор В. С. Виноградов направлен в 64-й Гвардейский ИАП на должность заместителя командира полка по политической части, летал на Як-7 и Як-9. С 5 сентября по 5 декабря 1943 года и с 31 декабря 1943 года по 17 февраля 1944 года временно исполнял обязанности командира полка. Сражался на Крымском, Закавказском, Брянском, 1-м Прибалтийском и 3-м Белорусском фронтах. В воздушных боях был дважды ранен.

15 августа 1944 года заместитель командира по политической части 64-го Гвардейского истребительного авиационного Оршанского Краснознамённого полка (4-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия) Гвардии подполковник В. С. Виноградов погиб в воздушном бою, одержав 2 победы. К тому времени выполнил около 130 боевых вылетов, провёл около 35 воздушных боёв и сбил лично 6 самолётов противника. Похоронен вблизи городка Митава (Латвия).

Награждён орденами: Красного Знамени (27.10.1942, 10.07.1944, 15.08.1944), Отечественной войны 1-й степени (25.10.1943, 17.09.1944); медалью "За отвагу" (22.05.1940).