Родился в 1938 году в Ленинграде. В период с 1941 по 1944 год находился в Могилевской области (Белоруссия) в немецкой оккупации. В 1950-х годах — участник движения стиляг в Ленинграде.
Окончил в 1961 году геологический факультет Ленинградского государственного университета (ЛГУ им. Жданова). Работал в Воркуте в комплексной геолого-разведочной экспедиции геологом.
В 1972 году окончил Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК), мастерская П. Ногина.
С 1964 по 1975 год работал ассистентом кинооператора, кинооператором и кинорежиссёром на Ленинградской студии документальных фильмов (Ленинградская Кинохроника).
С 1975 по 1996 год работал кинооператором и кинорежиссёром на Ленинградской студии научно-популярных фильмов (Леннаучфильм).
В 1989 году был участником последней советской дрейфующей станции Северный полюс-31.
Член Союза кинематографистов России.
В 1950-1960-е годы соседями В. Петрова по коммунальной квартире в Ленинграде на Греческом проспекте 13 были Александр Броневицкий и Эдита Пьеха.
В 1963 году в составе одной из первых групп советских туристов встречался на Кубе с Фиделем Кастро.
10 марта 1966 года в Ленинграде принимал участие в несанкционированных съемках отпевания и похорон поэтессы Анны Ахматовой совместно с режиссёром С. Д. Арановичем, оператором А. Д. Шафраном и другими . В 1989 году отснятые материалы были использованы С. Д. Арановичем в документальном фильме «Личное дело Анны Ахматовой».
В 1972 году снимал в качестве оператора первый советский рекламный кинофильм для внутреннего зрителя «Шоколад». Данный фильм — также одна из первых работ в качестве автора сценария Никиты Михалкова.
В 1973 году снял первую отечественную кинорекламу с элементами эротики — «Женское бельё». Вот что сообщает «МК в Питере» об этом фильме со слов в тот период художественного руководителя объединения рекламных фильмов Ленинградской студии Кинохроники
В 1975 г. работал вместе с Владимиром Высоцким над рекламным фильмом «Знаки Зодиака», где В. Высоцкий сочинил и исполнил песню «О знаках зодиака». Сергей Бондарчик, в тот период художественный руководитель объединения рекламных фильмов Ленинградской студии Кинохроники, вспоминает об этом фильме:
В 1961 году в чехословацком журнале «Фотография» опубликована статья В. А. Петрова «Демократичность и другие проблемы художественной фотографии».
В 2008 году В. А. Петров опубликовал автобиографическую книгу «Страх, или Жизнь в Стране Советов», в которой дал собственный, критический анализ различных аспектов советского строя.
В другой своей публикации («Война имеет трупный запах», белорусская газета «Уз Горак», 17 июня 2010 года, № 24 (55)) Петров отстаивает позицию, согласно которой романтизация и идеализация войны недопустима, в особенности если речь идет о Великой Отечественной Войне, в которой СССР понёс огромные потери.
(Ленинградская Кинохроника)
(Леннаучфильм)