Василий Дегтярёв родился 21 декабря 1879 года по старому стилю (2 января 1880 года по новому). Воспитанием мальчика занимался его дед — тульский кузнец Николай Миронович Дегтярёв. Он и привил внуку любовь к оружейному делу, однажды взяв его с собой в оружейный заводской музей.
Василий часами наблюдал, как его дед работает в кузнице, дед же отвел мальчика в музей при оружейном заводе, на Васю посещение музея произвело большое впечатление, на всю жизнь он запомнил миниатюрные ружье и пистолеты.
Окончив приходскую школу, как и многие дети из рабочих семей, в 11 лет пошел работать на завод. 10-12 часов он вкалывал на заводе, а после смены подрабатывал, выполняя заказы на отцовском токарном станке.
С 1901 года Дягтерёв проходил службу в оружейной мастерской при офицерской стрелковой школе в Ораниенбауме. Более двух лет занимался ремонтом пулеметов. Изучил образцы новейшего европейского и американского стрелкового оружия и лично познакомился с американским конструктором Джоном Браунингом, который приехал в Россию для заключения военного контракта.
По окончании срока службы работу в опытной мастерской продолжил вольнонаемным. Под руководством конструктора Владимира Фёдорова, который стал его наставником, принимал участие в изготовлении автоматической винтовки его системы, а позже – первого русского автомата (автомат системы Фёдорова).
После революции, надо сказать, что Дегтярёв критиковал высших военных чиновников за их косное отношение к изобретениям русских оружейников, возглавил организованную в Коврове мастерскую оружейного завода, преобразованную позже в проектно-конструкторское бюро автоматического стрелкового оружия.
Вдохновленный встречей с Михаилом Фрунзе он принялся за разработку ручного пулемета. 7,62-мм ручной пулемет ДП (Дегтярёв пехотный) поступил на вооружение РККА в 1927 году. На базе пулемета ДП были созданы авиационные пулеметы ДА и ДА-2 и танковый пулемет ДТ.
Пулемет ДП стал одним из основных видов оружия пехоты, а ДТ вошел в комплекс вооружения большинства образцов отечественной бронетанковой техники 1930-1940 годов.
Среди других разработок оружейника были ротный пулемет РП-46, пистолет-пулемет Дегтярёва
ППД-34, 12,7-мм крупнокалиберный пулемёт ДК, станковый пулемёт системы Дегтярёв ДС-39, ручной пулемёт образца 1944 (РПД) под 7,62-мм патрон образца 1943 года и знаменитое 14,5-мм противотанковое ружье ПТРД, ставшее замечательным средством поражения легкой бронетехники и танков, оно с успехом применялось для стрельбы по амбразурам дотов и дзотов, и низколетящим самолетам противника.
За всю конструкторскую деятельность Василием Алексеевичем было разработано 82 модели стрелкового оружия, 19 из которых приняты на вооружение.
Скончался Дегтярёв 16 января 1949 года и был похоронен в городе Коврове на Иоанно-Воинском кладбище.