Родился 6 ноября 1937 г. в г. Киселевске Новосибирской (ныне Кемеровской) области. Его отец был горным инженером, мать – врачом-хирургом, парторгом поликлиники.
В 1960 г. окончил гидротехнический факультет Новосибирского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева по специальности "инженер-строитель", в 1985 г. - Академию общественных наук при Центральном комитете (ЦК) Коммунистической партии Советского Союза (КПСС).
После окончания вуза работал мастером, с 1961 г. - прорабом, с 1962 г. - начальником участка строительного управления (СУ) №1 г. Кемерово.
С 1963 г. - главный инженер СУ №3, с 1969 г. - начальник СУ №4 тpеста "Кемеpовохимстpой".
В 1964 г. вступил в КПСС.
С 1971 г. - главный инженер домостроительного комбината в Кемерово.
В 1973 г. переведен на партийную работу, до 1975 г. был вторым секретарем Кемеровского городского комитета КПСС.
В 1975-1977 гг. - заведующий строительным отделом, в 1977-1983 гг. - секретарь Кемеровского обкома КПСС.
В 1983 г. был переведен в Москву в центральный аппарат компартии, до 1985 г. был инспектором отдела организационно-партийной работы ЦК КПСС.
С 22 марта 1985 г. по 26 мая 1987 г. занимал должность первого секретаря Кировского обкома КПСС.
В 1986-1991 гг. - член ЦК КПСС, с 1986 г. - депутат Верховного Совета СССР.
С 7 мая 1987 г. по 17 ноября 1988 г. - первый секретарь Кемеровского обкома КПСС.
С 21 октября 1988 г. по 1 декабря 1990 г. занимал пост министра внутренних дел СССР (сменил Александра Власова), возглавил ведомство по предложению генсека ЦК КПСС (с марта 1990 г. – президента СССР) Михаила Горбачева. Вадим Бакатин реализовывал курс руководителя СССР по передаче больших полномочий органам МВД союзных республик. При Бакатине впервые была рассекречена статистика преступности. В сентябре 1990 г. МВД СССР стало членом Интерпола.
В марте 1990 г. Вадим Бакатин на III съезде народных депутатов СССР был выдвинут кандидатом в президенты СССР от депутатской группы "Союз", но снял свою кандидатуру (безальтернативным кандидатом стал Михаил Горбачев).
С марта 1990 г. по сентябрь 1991 г. входил в состав Президентского совета СССР.
На декабрьском пленуме ЦК КПСС 1990 г. выступил за отмену ст. 6 Конституции СССР о руководящей роли КПСС.
С марта 1991 г. являлся членом Совета безопасности при президенте СССР.
12 июня 1991 г. участвовал в выборах президента РСФСР. Отказался от предложения председателя Верховного совета РСФСР Бориса Ельцина баллотироваться в паре с ним в качестве кандидата на пост вице-президента. Выдвигал свою кандидатуру на пост президента республики в паре с председателем Совета национальностей Верховного совета РСФСР Рамазаном Абдулатиповым (баллотировался на пост вице-президента). По итогам голосования Бакатин и Абдулатипов заняли последнее место из шести пар кандидатов, набрав 3,42% голосов избирателей.
В августе 1991 г. выступил против попытки Госкомитета по чрезвычайному положению (ГКЧП) отстранить от власти президента СССР Михаила Горбачева.
С 23 августа по 22 октября 1991 г. Вадим Бакатин занимал пост председателя Комитета государственной безопасности (КГБ) СССР. Осуществил чистку КГБ от сторонников ГКЧП, а также разделение ведомства на ряд самостоятельных структур, созданных на базе управлений КГБ (Центральную службу разведки, Комитет правительственной связи при президенте СССР и др.). Своим приказом от 4 сентября 1991 г. передал управления КГБ в краях и областях РСФСР в прямое подчинение КГБ РСФСР.
После ликвидации общесоюзного КГБ возглавил созданную на его основе Межреспубликанскую службу безопасности (МСБ), был ее председателем с 6 ноября 1991 г. В декабре 1991 г. с санкции Михаила Горбачева и президента РСФСР Бориса Ельцина передал американскому послу в СССР Роберту Страуссу схему расположения подслушивающих устройств, размещенных советской разведкой в новом здании посольства США в Москве (ранее они уже были обнаружены американцами). 19 декабря 1991 г., вскоре после ликвидации СССР, указом президента РСФСР Бориса Ельцина МСБ, МВД СССР, Агентство федеральной безопасности РСФСР и МВД РСФСР были объединены в Министерство безопасности и внутренних дел во главе с Виктором Баранниковым. 23 декабря Ельцин на встрече с Бакатиным сообщил ему об отстранении от должности и предложил поехать послом в "любую страну, кроме Франции и США". Бакатин от этого предложения отказался. Официально освобожден с поста главы МСБ 15 января 1992 г.
С марта 1992 г. был вице-президентом Международного фонда экономических и социальных реформ (фонд "Реформа", президент – Станислав Шаталин), руководил департаментом политических и межнациональных исследований.
Осенью 1994 г. вместе с бывшим членом Политбюро ЦК КПСС Александром Яковлевым и Станиславом Шаталиным участвовал в создании "Единого движения социал-демократии".
С 1998 г. являлся советником президента, а также членом совета директоров ОАО "Альфа-цемент" (с 2011 г. - ОАО "Холсим Рус").
В 2000-х гг. был советником в инвестиционной компании "Восток-капитал", которую возглавлял бывший космонавт Алексей Леонов.
31 июля 2022 г. Вадим Бакатин скончался в Москве в возрасте 84 лет.
Имел звание генерал-лейтенанта внутренней службы (1988).
Был награжден орденами "Знак Почета" (1976), Ленина (1987).
Автор мемуарно-публицистических книг "Освобождение от иллюзий", "Избавление от КГБ" (обе - 1992), "Дорога в прошедшем времени" (1999), "Покоренные Сибирью: история нашего рода" (2007).
Был женат, имел двух детей. Супруга – Людмила Антоновна (род. 1938), по профессии – врач-венеролог. Старший сын - Александр (род. 1959), в 2014-2019 гг. был заместителем руководителя Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Младший сын -Дмитрий (род. 1965), предприниматель.