Василий Алексеевич Дегтярёв родился 2 января 1880 года в городе Тула, в семье потомственных оружейников.

С 1891 по 1901 год Василий Алексеевич работал на Тульском оружейном заводе, где приобрел первые навыки и опыт в области создания стрелкового оружия. В 1901 году он был призван на военную службу и проходил ее в оружейной мастерской при Офицерской стрелковой школе в Ораниенбауме (ныне город Ломоносов).

После демобилизации в 1905 году Василий Алексеевич начал работать слесарем в мастерской при оружейном полигоне. Здесь под руководством В.Г. Федорова он принимал участие в создании первого образца русской автоматической винтовки — Автомата Фёдорова. С 1908 года Василий Алексеевич работал на Сестрорецком оружейном заводе.

В 1918 году В.Г. Фёдоров получил предписание возглавить производство автоматов собственной системы на Ковровском пулеметном заводе. Вместе с ним на новое место работы переехал и Дегтярёв. Василий Алексеевич занял пост руководителя опытной мастерской на оружейном заводе в Коврове, а с 1931 года стал руководителем Проектно-конструкторского бюро автоматического стрелкового оружия при этом же заводе.

В 1921 году В.А. Дегтярёв приступил к разработке собственного ручного пулемета. После успешных конкурсных испытаний в 1927 году ручной пулемёт Дегтярёва был принят на вооружение Красной Армии под названием ДП (Дегтярева пехотный). Производство ручных пулемётов ДП-27 было развернуто на Ковровском инструментальном заводе №2. Впоследствии на его основе были созданы авиационный (ДА) и танковый (ДТ) варианты пулемета.

С 1929 года Василий Алексеевич активно участвовал в конкурсе по созданию пистолетов-пулеметов. На конкурсных испытаниях его модель показала лучшие результаты. В 1935 году «7,62-мм пистолет-пулемет Дегтярева образца 1934 г.» был принят на вооружение РККА.

В том же 1929 году Дегтярёву было поручено спроектировать первый отечественный крупнокалиберный пулемет под патрон 12,7 мм. Работу над ним он вел совместно со своим учеником и последователем Г.С. Шпагиным. Крупнокалиберный пулемёт Дегтярёва-Шпагина был принят на вооружение в 1938 году.

С началом Великой Отечественной войны на плечи В.А. Дегтярёва легла тяжелейшая задача: в течение месяца спроектировать и организовать производство противотанковых ружей. Уже 29 августа 1941 года на вооружение было принято однозарядное противотанковое ружье Дегтярёва (ПТРД). Для налаживания его производства Василий Александрович был эвакуирован в город Ижевск. Серийный выпуск ПТРД был налажен на Заводе №74, а затем передан на Завод №622.

За свою конструкторскую деятельность В.А. Дегтярёв был удостоен звания Героя Социалистического Труда, трижды награжден орденом Ленина, орденом Суворова I степени, орденом Суворова II степени, орденом Трудового Красного Знамени, орденом Красной Звезды и медалями.