Полосухин родился 28 февраля 1904 года в Новокузнецке. В РККА с 1921 года, участвовал в борьбе с бандитизмом. Окончил 25-ю, Томскую пехотную школу командного состава РККА в 1922 году. Прошел путь от рядового красноармейца до командира стрелковой дивизии.
Полковник (1940). В Великую Отечественную войну командовал 32-й стрелковой дивизией, которая во время Московской битвы вела напряжённые бои на можайском направлении. Под командованием полковника Полосухина 32 дивизия на 6 суток задержала на Бородинском поле части 40-го механизированного корпуса гитлеровцев, рвавшихся к городу Москва. Ведя неравные бои с превосходящими силами противника, воины дивизии уничтожили около 10 тыс. солдат и офицеров противника.
В.И. Полосухин погиб на Подмосковной земле, под Можайском, недалеко от села Семёновское, в местности, которая именуется сейчас Долиной Славы, захоронен у мемориала павшим в Можайске.
За подвиг, совершенный на можайской земле, В.И. Полосухин награжден Орденом Красного Знамени.
Именем Полосухина названы:
Решением исполкома Новокузнецкого городского Совета народных депутатов от 18.10.1989 г. № 243 Полосухину В.И. посмертно присвоено звание «Почетный гражданин города Новокузнецка».