Актер театра и кино, режиссер, театральный педагог В. А. Орлов родился 7 декабря 1896 в г. Скопине Рязанской губернии (ныне области). Детские годы провел в Раненбурге той же губернии (ныне г. Чаплыгин Липецкой области).

В 1925 он окончил школу МХАТа. В 1924 году был принят в труппу МХАТа, где служил до конца жизни. С 1929 года преподавал в ГИТИСе, а с 1943 года – также и в школе-студии МХАТ, работал с национальными студиями (литовская, чувашская и др.), профессор.

В. А. Орлов успешно выступал в различных амплуа и жанрах. Театральные критики отмечали его особое умение соединить свою артистическую индивидуальность с рисунком, созданным предшественниками, что делало многие его роли настоящими шедеврами. В числе таких ролей – Петя Трофимов, а позднее Гаев в «Вишневом саде» А. П. Чехова, Актер, а затем и Сатин в пьесе А. М. Горького «На дне», Кулыгин в легендарном спектакле В. И. Немировича-Данченко по пьесе А. П. Чехова «Три сестры», Шуйский в спектакле «Царь Федор Иоаннович».

За роль полковника Березкина в спектакле МХАТ «Зеленая улица» по пьесе А. Сурова он получил Сталинскую премию (1949). Как режиссер участвовал в создании спектаклей «Дачники» по пьесе А. М. Горького (1953, совместно с М. Н. Кедровым), «Без вины виноватые» по пьесе А. Н. Островского (1963) и др.

Народный артист Литовской ССР (1954). Народный артист СССР (1960). Награжден орденами Ленина (1948), «Знак Почета» (1937), двумя орденами Красного знамени (1938, 1967), медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне» (1946), «В память 800-летия Москвы» (1948).

Умер 9 июня 1974 года в Москве, похоронен на Новодевичьем кладбище.