Родился 4 августа 1924 года в Москве. Отец - Бендеров Николай Иванович (1882-1952), врач; мать - Бендерова Вера Ильинична (1888-1968), домохозяйка. В 1941 году окончил среднюю школу № 426 (по другим данным № 508) города Москвы. В 1943 году окончил спецшколу ВВС № 8 в Саратове.
С 10 июля 1943 года учился во 2-м Чкаловском военно-авиационном училище летчиков-наблюдателей и штурманов, из-за пониженного светоощущения был переведен на учебу в Васильковскую военную школу авиационных механиков находящуюся в городе Миассе, окончил её в 1944 году.
В 1950 году окончил факультет «Двигатели для летательных аппаратов» в Военно-воздушной инженерной академии имени Н. Е. Жуковского.
С 17 июля 1950 года - инженер-старший испытатель моторного отдела Управления испытаний моторов и топлив ГКНИИ ВВС, с 9 июля 1951 года - старший инженер-испытатель 3-го отделения 1-го отдела 2-го Управления испытаний авиадвигателей ГКНИИ ВВС.
С 9 сентября 1953 года ведущий инженер авиационного завода № 156 ОКБ А. Н. Туполева.
С 23 сентября 1953 года в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР от 18 августа 1953 года прикомандирован к Министерству авиационной промышленности (МАП) с оставлением в кадрах Советской Армии, и работал в ОКБ А. Н. Туполева. C 1954 года - член КПСС.
В 1954 году принимал участие в полётах по испытанию опытного двигателя.
В период с 1955 по 1959 год участвовал в заводских испытаниях первого турбовинтового опытного стратегического бомбардировщика, самолета Ту-104, системы заправки в воздухе на самолете Ту-16, проведении первого вылета и совместных испытаниях самолёта Ту-104А, Ту-107, в испытаниях тяжёлого самолёта на больших углах атаки, вплоть до сваливания. В 1959 году принимал участие в подготовке самолета Ту-114 к полетам по маршруту Москва - Нью-Йорк, Москва - Вашингтон.
С 1960 года был начальником Лётно-экспериментальной станции ОКБ-156, одновременно участвовал в испытательных полетах в качестве ведущего инженера.
В 1960-1963 годах принимал участие в проведении первого вылета и заводских испытаниях самолетов Ту-124 и Ту-134.
С 1964 года участвовал в испытаниях всех самолетов ОКБ А. Н. Туполева.
Весной 1964 года успешно прошёл медицинское обследование для участия в полёте на корабле «Восход» в качестве кандидата от министерства авиационной промышленности. По некоторым данным, был отобран в группу подготовки лично С. П. Королёвым.
С 1 июня 1964 года проходил подготовку к первому полёту на корабле «Восход» в составе группы, в ОКБ предполагали подключение его к испытательным полётам по программе создания ВКС типа «136» «Звезда» и «137» «Спутник», работы над которыми в начале 60-х годов велись в ОКБ А. Н. Туполева, но уже 2 июля прекратил подготовку по состоянию здоровья.
В феврале 1965 года А. Н. Туполев предпринял попытку вновь подключить его к подготовке к полётам, но она не увенчалась успехом. Тем не менее, в самом ОКБ А. Н. Туполева он рассматривался как один из возможных кандидатов для участия в испытательных полётах аэрокосмических систем, проработка которых велась в 60-е годы в конструкторском бюро.
3 июня 1973 года заместитель главного конструктора ОКБ А. Н. Туполева, руководитель испытаний Ту-144, инженер генерал-майор В. Н. Бендеров погиб в авиакатастрофе на самолёте Ту-144 (командир корабля М. Ф. Козлов) во время показательного выступления на авиасалоне в Ле Бурже под Парижем. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.