Учился в Усть-Сысольском городском училище и Тотемской учительской семинарии. В 1918 году были опубликованы первые стихи. После окончания учёбы был мобилизован. Принимал участие сначала в Первой мировой войне, затем в Гражданской войне.
В 1925 году окончил филологический факультет Московского университета. Там же окончил аспирантуру. В 1927 году получил учёную степень доктора философии в Будапештском университете.
В 1930—1933 годах работал в МГУ и был одним из первых преподавателей открывшегося в 1932 году Коми пединститута.
В 1933 году был арестован и осуждён на пять лет, которые провёл в Дальневосточном трудовом лагере. В 1956 году полностью реабилитирован.
В 1946 году за исследование «Древнепермский язык и историческая грамматика» получил степень доктора филологических наук.
В. И. Лыткин в течение 10 лет заведовал сектором финно-угорских языков в Институте языкознания АН СССР.
Член Союза писателей СССР с 1958 года.
Научные исследования в области памятников древнепермской письменности, древнейшей истории коми языка и живых говоров современных пермских языков.
Автор 11 монографий и более 300 научных статей. Среди них:
Автор ряда революционных стихотворений («Великое утро», «Первое мая», «Осенью»), рассказов на темы Гражданской войны, сатирических стихотворений против зырянофобствующей части интеллигенции, поэм, сказок в стихах, стихов для детей.
В 1927 году закончил своё самое большое произведение — поэму «Идут» (коми-пермяцк. «Мун?ны»), посвящённую героям Гражданской войны в Коми крае.
Занимался переводом на коми язык произведений А. С. Пушкина, Ф. И. Тютчева, Ш. Петёфи, В. В. Маяковского, Д. Бедного, К. И. Чуковского.