Родился в Тифлисе 1 января 1791 г. Род князей Бебутовых принадлежал к старейшим в Армении; впоследствии Бебутовы переселились в Грузию и занимали здесь важные должности наследственных правителей Тифлиса (меликов) и егермейстеров (мискарбашей) грузинских царей. Прадед князя Василия Иосифовича, Ашхар-Бек, мелик Тифлиса, умерщвлён турками за преданность царю Теймуразу II; дед, Василий (иначе Мелик-Ага) получил за участие в походе Надир-Шаха в Индию звание мискарбаша и был в царствование Ираклия II тифлисским меликом; отец же князя, Иосиф — сначала казначей (моларет-ухуцес) при грузинском царевиче Иулоне, впоследствии за участие в походе главнокомандующего войсками в Грузии князя Цицианова против бакинского владетеля Гусейн-Кули-Хана, в 1805 г. награждён чином полковника русской службы. Братья В. О. Бебутова: Давид (1793—1867, командир 2-го Конно-мусульманского полка, Варшавский комендант, генерал-лейтенант), Григорий (1795—1862, председатель Тифлисской палаты уголовного и гражданского суда), Александр (1803—1821), Павел (1806—после 1827).
По указанию князя Цицианова, князь Василий Иосифович в 1807 г. был определен в 1-й кадетский корпус, окончив который с блистательным успехом, вышел 12 декабря 1809 г. прапорщиком в Херсонский гренадёрский полк, расположенный в Грузии. Состоя адъютантом генерала Тормасова, он принял участие, во время турецкой кампании, в сражении под Ахалцыхом (1810 г.) и в ряде дел против горцев (в 1812 г.). Произведённый 11 сентября 1811 г. в подпоручики, в следующем году князь Бебутов, в качестве адъютанта маркиза Паулуччи, находился при преследовании войск Макдональда от Риги к Мемелю и при занятии Мемеля (15 декабря); в награду за отличия был награждён 12 января 1813 г. орденом св. Анны 3-й степени с бантом. 9 января 1813 г. переведён в Лейб-гвардии Семёновский полк, а через три дня получил чин поручика.
В 1816 г. Бебутов снова вернулся на Кавказ, 22 мая был назначен адъютантом при новом начальнике края, А. П. Ермолове, 29 августа 1816 г. произведён в штабс-капитаны, в 1817 г. сопровождал Ермолова при чрезвычайном посольстве в Тегеран, где был Бебутову пожалован персидский орден Льва и Солнца 2-й степени, и, по возвращении из Персии, произведённый 14 марта 1819 г. в капитаны, в том же году находился в двух дагестанских экспедициях, под личным предводительством самого Ермолова, и в 1820 г. — при покорении Кази-Кумыхского ханства, когда в составе отряда князя Мадатова штурмовал Хозрех, 18 августа был награждён орденом св. Владимира 4-й степени с бантом. 4 января 1821 г. Бебутов был зачислен в списки Лейб-гвардии Московского полка; 16 апреля переведён в 7-й карабинерный полк, с производством в полковники, a 23 июля назначен командиром Мингрельского егерского полка, во главе которого оставался до 25 сентября 1825 г., когда получил в командование 2-ю бригаду 22-й пехотной дивизии с назначением одновременно на должность управляющего Имеретией.
Произведённый перед открытием Турецкой кампании в генерал-майоры (25 марта 1828 г.) с назначением состоять при начальнике 22-й пехотной дивизии, князь Бебутов привёл 24 июля из Грузии в лагерь под Ахалкалаками значительное подкрепление, двинулся с войсками к Ахалцыху, 9 августа способствовал поражению 30-тысячного турецкого корпуса под этою крепостью и 15 августа явился одним из главных участников взятия Ахалцыха штурмом, за что получил золотую с бриллиантами шпагу и 18 декабря 1830 г. — орден Св. Георгия 4-й степени (за 18 декабря 1830 г., за выслугу 25 лет в офицерских чинах); с 17 августа Бебутов состоял начальником местнаго пашалыка. Это назначение Бебутова было весьма важным: Ахалцых, лежащий у окраины Аджарских гор, мог подвергаться беспрестанным нападениям мятежных племён; жители пашалыка, служившего в продолжении многих веков притоном разбойников, громивших Закавказье, были ненадёжны; но князю Бебутову, благодаря хорошему знакомству с местным бытом, удалось водворить спокойствие в новозавоеванном крае. В 1829 г. Ахалцых подвергся нападению турок, произведших при содействии Ахмет-бека Аджарского отчаянный штурм на крепость, и только благодаря энергии Бебутова и храбрости войск штурм был отбит; столь же мужественно выдержал гарнизон осаду, пока не подошёл на помощь отряд генерала Муравьёва. Осада была снята, и, преследуя разбежавшегося неприятеля, Бебутов успел захватить два орудия и два знамени, затем, отрядив, против Ахмет-бека генерала Бурцева, нанес неприятелю 30 апреля полное поражение при Цурцкабе. Наградою за Ахалцых князю Бебутову был пожалован орден св. Анны 1-й степени (29 марта 1829 г.) и особая благодарность главнокомандующего графа Паскевича.
13 февраля 1830 г. Бебутов был назначен начальником вновь завоеванной Армянской области, управляя которой в течение восьми лет, устроил администрацию, установил правильное распределение податей и казенных доходов и вообще успел прочно применить Высочайше утвержденные 23 июня 1833 г. временные правила для управления означенною областью. Бебутовым завершено, между прочим, окончательное разграничение наших владений с Персией, за что он получил персидский орден Льва и Солнца 1-й степени; произведён первый посев (4 декабря 1830 г.) доставленной в Эривань из Дербента марены, окончена и освящена 18 декабря 1832 г. церковь Покрова Божией Матери в Эривани и 22 февраля 1837 г., на основании Высочайшего повеления 11 марта 1836 г., открыт армяно-григорианский Синод в Эчмиадзине. 4 апреля 1838 г. князь Бебутов был назначен членом совета главного управления Закавказского края, 2 мая 1840 г. переведён в Польшу и состоял при главном штабе действующей армии, 19 апреля 1842 г. назначен комендантом крепости Замостье; 10 октября 1843 г. он был произведён в генерал-лейтенанты, 5 декабря того же года зачислен состоящим при отдельном Кавказском корпусе, и 13 февраля 1844 г. определён на пост командующего войсками в Северном и Нагорном Дагестане.
В 1845 г. Бебутов принял участие в походе против мюридов и принес значительную пользу делу; очистив Анди и Гумбет, он устроил там магазин и снабжал войска экспедиции продовольствием; при обратном движении, когда горцы, одушевленные успехом, неотступно преследовали обоз его арьергарда, он не потерял ни одной повозки. За эти заслуги он был награждён орденом св. Владимира 2-й степени.
Осенью 1846 г. Шамиль, пользуясь роспуском русских войск по квартирам, вторгнулся в Даргинский округ, но князь Бебутов не дал ему времени ни развить восстание, ни укрепиться в занятой местности: 13 октября он взял штурмом передавшийся Шамилю аул Аймяки, a 13 числа разбил на голову самого Шамиля у селения Кутишихи. Скопище Шамиля, доходившее при начале дела до 20 тысяч, обратилось в бегство, при чём Шамиль потерял 1200 убитыми и ранеными, 300 пленными, горное орудие, зарядные ящики и секиру — эмблему своей власти. На поле сражения явились к Бебутову депутаты от деревень Даргинского округа с изъявлением покорности, и к ночи не осталось в округе ни одного мюрида. С такой же энергией были рассеяны неприятельские скопища у урочищ Цухедар и Худжал-Махи.
За свой подвиг Бебутов 5 ноября 1846 г. получил орден св. Георгия 3-й степени № 462
В 1847 г. князь Бебутов, во главе Дагестанского отряда, участвовал в обложении и в приступе к укреплённому селению Гергебиль; 12 октября ему пожалован орден Белого Орла; 8-го ноября он был назначен председателем Совета главного управления и начальником гражданского управления Закавказского края и 30 августа 1849 г. получил орден св. Александра Невского, его жене 6 декабря был пожалован орден св. Екатерины 2-й степени. В октябре 1850 г. Бебутов сопровождал, за болезнью князя Воронцова, путешествовавшего по краю наследника цесаревича Александра Николаевича.
27 сентября 1851 г. ему были пожалованы бриллиантовые знаки к ордену св. Александра Невского, a 22 августа 1852 г. — знак отличия за XL лет службы и ежегодная аренда в 2000 рублей на 12-летний срок.
19 сентября 1853 г. князю Бебутову поручено было начальство над особым корпусом, сосредоточенным на турецкой границе от Ахалкалак до Эривани включительно. С началом Крымской войны, князь Бебутов, перейдя Арпачай с 7000 пехоты и 2800 кавалерии, при 32 орудиях, разбил 10 ноября под Башкадыкларом наголову 36-тысячный корпус Рейс-Ахмета-паши, причём взял 24 орудия, 10 зарядных ящиков, знамя, 10 значков, весь лагерь и запасы. За это блистательное дело, разгромившее Анатолийскую армию, князь Бебутов 6 декабря 1853 г. был пожалован орденом св. Георгия 2-й степени № 96, в рескрипте Николая I было сказано:
Венцом же славы князя Бебутова послужила кровопролитная битва 24 июля 1854 г. при селении Курюк-Дара, где с 18-тысячным отрядом он нанес решительное поражение 60 тысячам турок, бывших под начальством мушира Зарифа-Мустафы паши. У обращённого в бегство неприятеля взято 15 орудий, 16 зарядных ящиков, 2 знамени, 4 штандарта, 20 значков и более 2000 пленных. Подвиг этот прославился в солдатских и народных песнях, а Император Николай I, получив донесение, по рассказам кавказцев, выразился так: «князь Бебутов хочет удивить меня победой; удивлю же я его наградой». За Курюк-Дарское сражение Бебутов 9 августа 1854 г. получил орден св. Андрея Первозванного, — в чине генерал-лейтенанта — награда почти беспримерная.
С назначением 29 ноября того же 1854 г. Н. Н. Муравьева наместником Кавказским и главнокомандующим, князю Бебутову было поручено управление гражданской частью и войсками, не вошедшими в состав действующего корпуса.
Произведённый 6 января 1857 г. в генералы от инфантерии он до самой смерти (от рака желудка) безвыездно проживал в Тифлисе.
За месяц до кончины — 8 февраля он был назначен членом Государственного совета. Умер 10 марта 1858 г. в Тифлисе.
Василий Осипович был женат на Марии Соломоновне, урождённой княгине Аргутинской-Долгорукой, их дети: Иосиф, Николай (1839—1904, генерал-майор).
Бебутов состоял вице-президентом Кавказского общества сельского хозяйства и председательствующим в местном отделе Русского географического общества.