Василий Бархатов родился 29 июля 1983 года в городе Москва. Рос в семье журналистов Алексея и Надежды Бархатовых.
Окончил факультет музыкального театра Российского института театрального искусства в 2005 году. Еще будучи студентом, осуществил успешные постановки опер в театре «Геликон-опера» и Ростовском государственном музыкальном театре, после чего был приглашен в Мариинский театр его художественным руководителем Валерием Гергиевым, где с 2006 года по 2008 год поставил пять спектаклей. Впоследствии работал в детском музыкальном театре «Карамболь», Большом театре и других театрах страны.
В 2010 году Василий Бархатов дебютировал в кино, сняв комедийную мелодраму «Атомный Иван», главные роли в которой исполнили Григорий Добрыгин, Юлия Снигирь, Екатерина Васильева и Марина Голуб. В том же году впервые попробовал свои силы на телевидении, став режиссером-постановщиком и одним из ведущих юмористического шоу «Yesterday Live».
Василий Бархатов дважды - в 2008 и 2009 годах - становился номинантом национальной театральной премии «Золотая маска». В 2009 году Бархатов стал обладателем Первой молодежной национальной премии «Прорыв» в номинации «ПРО-арт».