Родился 30 октября 1923 года в селе Виноградово ныне Воскресенского района Московской области. Детство и юность провёл в посёлке Новогиреево (ныне в черте Москвы). В 1941 окончил 10 классов школы и Реутовский аэроклуб.
В армии с августа 1941 года. В 1944 году окончил Чугуевскую военную авиационную школу лётчиков, до 1947 года был в ней лётчиком-инструктором. В 1947 году окончил Высшую офицерскую авиационно-инструкторскую школу (в городе Грозный), оставлен в ней лётчиком-инструктором (до мая 1951 года).
В 1953 году окончил Школу лётчиков-испытателей, в 1959 году – Московский авиационный институт.
С 1953 года по 1980 год – лётчик-испытатель Лётно-исследовательского института. Поднял в небо и провёл испытания: военно-транспортного самолёта Ан-8 (11 февраля 1956 года; вторым пилотом), второго и третьего экземпляра опытных сверхзвукового самолёта Е-50 (в 1957 году). 25 марта 1957 года впервые в стране достиг на втором экземпляре самолёта Е-50 скорости, равной двум числам Маха (т.е. двум скоростям звука). Провёл: исследования по отработке посадки без двигателя и по выходу на динамический потолок на критических режимах полёта на сверхзвуковых истребителях МиГ-19, МиГ-21, Су-7 и Су-9; испытания опытных двигателей на сверхзвуковых самолётах Су-9, Су-11, МиГ-21 и СМ-12. Участвовал в испытаниях самолётов СМ-50, СМ-51 и Як-27В, провёл ряд испытательных работ на вертолётах Ми-1, Ми-4, Ми-8 и Ми-10. Провёл испытания жидкостного ракетного двигателя ЛДА3-00-0000 в режиме невесомости на самолёте Ил-28 (в 1956 году) и множество других сложных лётных испытаний.
За мужество и героизм, проявленные при испытании новой авиационной техники, подполковнику Васину Валентину Петровичу Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 мая 1957 года присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
С 1982 года генерал-майор авиации В.П.Васин – в запасе. Одновременно с лётной работой занимал руководящие должности: в 1964-1973 годах – заместителя начальника Лётно-испытательного центра Лётно-исследовательского института (ЛИИ) по лётной службе, в 1973-1982 годах – начальника Лётно-испытательного центра ЛИИ, в 1982-1991 годах – заместителя начальника Лётно-испытательного центра ЛИИ, в 1991-1995 годах – начальника Лётно-испытательного центра ЛИИ, в 1995-1998 года – заместителя начальника ЛИИ, в 1998-2003 годах – заместителя начальника Лётно-испытательного центра ЛИИ. Руководя Лётно-испытательным центром, возглавлял все аэродромные подразделения и службы Лётно-исследовательского института.
Жил в городе Жуковский Московской области. Умер 11 ноября 2010 года. Похоронен на Быковском кладбище в Жуковском.