Родился 25 декабря1909 года в семье казака Василия Петренко, участвовавшего в Первой мировой войне с Германией. Украинец. По стопам отца пошёл его сын и тёзка Василий. Окончил начальную школу. Работал в колхозе, на МТС.
Лейтенант Василий Петренко 30 ноября1939 года разминировал Курносовское шоссе, сняв около трёхсот мин. Это позволило советской танковой колонне выдвинуться в направлении города Териоки.
18 декабря1939 года 7-я армия не могла связаться с оперативной группой армии под командованием полковника Лазаренко. Посылаемые связисты не находили этой группы, сигналы по радио свидетельствовали о тяжёлом положении группы. В. В. Петренко сумел установить связь с группой армии по неразведанной минированной дороге протяжённостью около 40 км в течение 20 часов.
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.