Родился 27 декабря 1908 г. (по старому стилю 14 декабря 1908 г.) в г. Екатеринославе Российской империи (ныне Днепр, Украина) в семье рабочего чугунолитейного завода Филиппа Маркелова. Фамилию Маргелов получил позднее из-за ошибки служащего, который заполнял партийный билет. В 1913 г. семья переехала на родину отца, в местечко Костюковичи Климовичского уезда Могилевской губернии (ныне город в Могилевской области Белоруссии).
В 1931 г. окончил Объединенную белорусскую военную школу им. ЦИК Белорусской ССР (ОБВШ) в Минске. В декабре 1932 г. стал курсантом 3-й Оренбургской школы летчиков и летчиков-наблюдателей, но в январе 1933 г. был отчислен за "политически неграмотные" высказывания. В 1948 г. окончил Военную академию Генерального штаба Вооруженных сил СССР им. К. Е. Ворошилова (ныне Военная академия Генштаба ВС РФ, Москва).
Кандидат военных наук (1968), диссертация была посвящена перспективам развития Воздушно-десантных войск и применения войск в глобальных стратегических операциях.
С 1921 г. работал в Костюковичах подмастерьем в кожевенной мастерской, с 1923 г. - чернорабочим. В 1924-1925 гг. по комсомольской мобилизации работал на шахте им. М. И. Калинина в Екатеринославе. В 1926-1927 гг. был лесником, занимал посты председателя рабкома и председателя налоговой комиссии в Костюковичах.
По окончании ОБВШ в 1931 г. служил командиром пулеметного взвода 99-го стрелкового полка 33-й стрелковой дивизии Белорусского военного округа. После отчисления из школы летчиков занимал в ОБВШ посты командира взвода (январь 1933 - февраль 1934), помощника командира роты (февраль 1934 - май 1936), командира пулеметной роты (май 1936 - октябрь 1938).
В октябре 1938 г. был назначен командиром батальона 25-го стрелкового полка 8-й стрелковой дивизии им. Ф. Э. Дзержинского (Белорусский военный округ), руководил дивизионной разведкой. В сентябре 1939 г. участвовал в походе Красной армии в Западную Белоруссию, причем на демаркационной линии успешно выполнил операцию по захвату новейшей модели противогаза у немцев. Был тяжело ранен.
В декабре 1939 г. принял командование отдельным лыжным разведывательно-диверсионным батальоном 596-го стрелкового полка 122-й стрелковой дивизии. Участвовал в советско-финляндской войне 1939-1940 гг., был снова ранен.
В апреле - октябре 1940 г. был помощником командира 596-го стрелкового полка по строевой части, затем командовал 15-м отдельным дисциплинарным батальоном в Ленинградском военном округе.
На фронтах Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. находился с июля 1941 г., сначала - в должности командира 3-го стрелкового полка 1-й Ленинградской дивизии народного ополчения (с сентября 1941 г. - 1-я моторизованная дивизия). В ноябре 1941 г. был назначен командиром 1-го Особого лыжного полка морской пехоты Балтийского флота. 21 ноября 1941 г. был тяжело ранен при лыжном рейде в тыл противника на Ладожском озере.
До февраля 1942 г. находился в госпитале, после излечения командовал 218-м стрелковым полком 80-й стрелковой дивизии 54-й армии Ленинградского и Волховского фронтов. Участвовал в обороне Ленинграда, руководил рейдами в тыл неприятеля.
В июле 1942 г. стал командиром 13-го гвардейского стрелкового полка 3-й гвардейской стрелковой дивизии, которая в октябре 1942 г. окончила переформирование в Тамбовской обл. и отбыла на Южный фронт, где вошла в состав 2-й гвардейской армии.
В декабре 1942 г. в ходе Котельниковской оборонительной операции полк Василия Маргелова трое суток успешно отбивал танковые атаки германской группы армий "Дон" генерал-фельдмаршала Эриха фон Манштейна, которая пыталась прорваться на выручку окруженной в Сталинграде (ныне Волгоград) 6-й армии генерала Фридриха Паулюса.
С января 1943 г. Маргелов занимал пост заместителя командира 3-й гвардейской стрелковой дивизии 2-й гвардейской армии Южного фронта. Участвовал в наступательных операциях Южного и 4-го Украинского фронтов.
С декабря 1943 г. был и. о. командира, с июня 1944 г. - командиром 49-й гвардейской стрелковой дивизии 28-й армии 3-го Украинского фронта. В ходе Березнеговато-Снигиревской наступательной операции в марте 1944 г. продемонстрировал выдающиеся качества военачальника при освобождении г. Херсона. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 21 марта 1944 г. Василий Маргелов был удостоен звания Героя Советского Союза ("за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство"). В дальнейшем дивизия Маргелова, получившая наименование "Херсонская", участвовала в Ясско-Кишиневской, Белградской, Будапештской, Венской и Пражской операциях, освобождала Румынию, Болгарию, Югославию, Чехословакию, Венгрию и Австрию.
Во время Парада Победы на Красной площади в Москве 24 июня 1945 г. генерал-майор Василий Маргелов возглавлял один из батальонов сводного полка 2-го Украинского фронта.
После окончания академии Генштаба с апреля 1948 г. по апрель 1950 г. Василий Маргелов командовал 76-й гвардейской Черниговской воздушно-десантной дивизией (Псков), с апреля 1950 г. май 1954 г. был командиром 37-го Свирского воздушно-десантного корпуса 1-й Краснознаменной армии в Приморье.
31 мая 1954 г. был назначен командующим Воздушно-десантными войсками. 14 марта 1959 г. был понижен в должности до первого заместителя командующего ВДВ после ЧП в артиллерийском полку 76-й гвардейской воздушно-десантной дивизии, где выявили группу военнослужащих, насиловавших женщин.
В июле 1961 г. Василий Маргелов был восстановлен на посту командующего ВДВ, руководил ими вплоть до января 1979 г. Реализовал на практике концепцию применения современных ВДВ - войск, снабженных десантируемой техникой, способных к стремительной дальней переброске и задействуемых в стратегических операциях.
В 1968 г. военнослужащие ВДВ составляли авангард советских сил в операции "Дунай" - при вводе в Чехословакию войск стран Варшавского договора. Десантники за короткое время взяли под свой контроль пражский аэропорт Рузине и аэродром г. Брно, которые затем принимали самолеты с подкреплениями.
5 января 1973 г. на полигоне 106-й гвардейской дивизии ВДВ "Слободка" под Тулой Василий Маргелов руководил операцией, в ходе которой впервые в истории было произведено десантирование экипажа внутри боевой машины десанта. БМД-1 с парашютным комплексом "Кентавр" была сброшена с военно-транспортного самолета и произвела мягкую посадку в заданном районе. Экипаж состоял из командира Леонида Зуева и оператора-наводчика Александра Маргелова - сына командующего ВДВ.
С января 1979 г. Василий Маргелов в должности военного инспектора-советника входил в tруппу генеральных инспекторов Минобороны СССР. Проживал в Москве.
Скончался 4 марта 1990 г. Похоронен на 11-м участке Новодевичьего кладбища столицы.
Герой Советского Союза. Был награжден четырьмя орденами Ленина (1944, 1953, 1968, 1978), орденом Октябрьской Революции (1972), двумя орденами Красного Знамени (1943, 1949), орденом Суворова II степени (1944), двумя орденами Отечественной войны I степени (1943, 1985), орденами Красной Звезды (1944), "За службу Родине в Вооруженных Силах СССР" II (1988) и III (1975) степеней, медалями, а также иностранными наградами. В 1944-1945 гг. был отмечен 12-ю благодарностями Верховного главнокомандующего.
Лауреат Государственной премии СССР (1975). Почетный гражданин г. Херсона. Почетный солдат 76-й гвардейской десантно-штурмовой дивизии.
Был автором книги "Воздушно-десантные войска" (1977).
Трижды был женат. Первая жена - Мария, вторая - Феодосия Селицкая, третья - Анна Куркина. Сыновья: от первого брака - Геннадий (1931-2016, генерал-майор), от второго - Анатолий (1938-2008, доктор технических наук) и Виталий (1941-2021, генерал-полковник, разведчик, депутат Госдумы РФ IV созыва). Сыновья от третьего брака - Василий (1945-2010, работал в структуре радиовещательной компании "Голос России") и Александр (1945-2016) - Герой России (1996), испытатель техники ВДВ.
