Начальное образование получил в семье. Окончив Арзамасское духовное училище (1866), поступил в Нижегородскую семинарию, где увлёкся общественными науками, педагогикой, психологией и астрономией. Не окончив семинарного курса, сдал экзамены на звание учителя (1871). Работал в начальных школах уездных городов Нижегородской губернии Васильсурске и Ардатове (1871—1874), где по его инициативе открылась первая женская гимназия.
Учитель-инспектор, председатель педагогического совета прогимназии, член училищного совета Духовщинского народного училища Смоленской губернии (1875—1890), инспектор народных училищ четырёх уездов Смоленской губернии (1881—1890). После переезда в 1890 в Москву инспектор народных училищ (1890—1896), член комиссии по народному образованию Московского губернского земства (1894—1900).
Из-за критики школьных программ Министерства народного просвещения был вынужден уйти в отставку (1896). С 1898 читал лекции на летних педагогических курсах и преподавал в школе при Морозовской мануфактуре в Твери.
После
1904 вернулся в Москву, возобновил общественную и литературную деятельность.
Участвовал в организации Всероссийского учительского союза (1905—1906),
выступал с пропагандой всеобщего начального образования. Принимал участие в
работах Всероссийского съезда по народному образованию (1913—1914), в
организации и работе 1-го Всероссийского съезда преподавателей русского языка
(1916—1917), в возрождении Всероссийского учительского союза, участвовал в работе
Государственного комитета по народному образованию (1917).
С 1917
преподаватель на красноармейских курсах по ликвидации неграмотности, курсах по подготовке
учителей для школ II ступени, читал лекции на педагогическом факультете 2-го МГУ
(1923—1924).
Основные труды В. П. Вахтерова и литературу о нем см. в Научной педагогической электронной библиотеке.