Василий Нестеренко родился 2 декабря 1934 года в городском поселке Красный Кут (Луганская область).
В 1958 году окончил Московское высшее техническое училище имени Баумана.
В 1958—1962 годах научный сотрудник Института двигателей АН СССР.
В 1963—1965 годах заведующий лабораторией Института тепло — и массообмена АН БССР.
С 1965 года заведующий отделом и заместитель директора по научной работе, в 1977—1987 годах директор Института ядерной энергетики АН БССР, также в 1971—1987 годах генеральный конструктор передвижной атомной электростанции «Памир».
С 1990 года директор Института радиационной безопасности «Белрад». В 1980—1985 годах депутат Верховного Совета БССР.
В 1990—1994 годах председатель объединенного экспертного комитета Беларуси, Украины и России.