Родился 7 января 1876 года в Кинешме (ныне - Ивановская область) в семье протоиерея.
В 1885 году поступил в Кинешемское духовное училище, которое окончил в 1890 году по первому разряду с правом поступления в духовную семинарию без экзамена. В том же году поступил в Костромскую духовную семинарию, по окончании которой в 1896 году был направлен на казённый счёт в Киевскую духовную академию. В 1900 году окончил КДА со степенью кандидата богословия за диссертацию «Славяно-русский скитский Патерик».
В 1901-1910 годах - преподаватель обличительного богословия, истории и обличения русского раскола и местных сект Воронежской духовной семинарии.
Написал за это время диссертацию «О скитском Патерике», за которую получил степень магистра богословия.
В 1910-1911 годы учился в Лондоне, где занимался углублённым изучением европейской культуры. Знал в совершенстве древние и новые европейские языки. Живя в Англии, заинтересовался скаутским движением, лично беседовал и слушал лекции основателя мирового скаутского движения Роберта Баден-Пауэлла.
По возвращении преподавал иностранные языки и всеобщую историю в Миргородской мужской гимназии, с 1914 года преподавал латинский язык в Петровской гимназии в Москве, в эти годы окончил педагогический институт.
После специальной поездки в Англию в 1914 году, где будущий святитель подробно изучал скаутский метод, вышли в свет две его книги «Бой-скауты», признанные лучшими на I Съезде скаутов в 1915 году, который постановил ознакомить с трудами В. С. Преображенского все школы, гимназии и лицеи России. Был участником двух дореволюционных съездов по скаутизму. В книге 1917 года адаптировал систему «скаутинг» для православной России.
Существует рассказ о том, как летом вместе с товарищами он катался на лодке, которая перевернулась. Погибая, обратился к Богу с просьбой сохранить ему жизнь, обещая полностью посвятить себя служению Церкви. В этот момент он увидел толстую длинную доску и, ухватившись за неё, выплыл. Все остальные, бывшие с ним, погибли.
Служение в КинешмеОсенью 1917 года вернулся в Кинешму, поступил псаломщиком в Вознесенскую церковь, в которой служил его престарелый отец. Вскоре Василий Преображенский приступил к созданию в Кинешме и её окрестностях православных кружков, основной целью которых было изучение Священного Писания.
16 июля 1920 года в Костроме архиепископом Костромским и Галичским Серафимом (Мещеряковым) был рукоположён во иерея целибатом. В 1921 году принял монашеский постриг с именем Василий в честь Василия Великого.
В том же году арестовывался Иваново-Вознесенским губчека «как политически неблагонадёжный в качестве заложника в дни Кронштадтского мятежа».
Архиерей14 сентября 1921 года хиротонисан во епископа Кинешемского, викария Костромской епархии. Архиерейскую хиротонию его совершили архиепископ Костромской Серафим (Мещеряков), епископ Иваново-Вознесенский Иерофей (Померанцев), епископ Нерехтский Севастиан (Вести).
Жил в крайней бедности на окраине города в маленькой баньке, спал на голом полу, положив под голову полено. Был талантливым проповедником - его проповеди привлекали в храм множество людей.
Когда в Нижнем Новгороде начался голод, призывал в своих проповедях прихожан взять осиротевших детей умерших родителей к себе. Сам снял дом, в котором поселил пять девочек-сирот и приставил к ним воспитательницу - благочестивую христианку. Создавал православные духовные кружки, которые сплачивали верующих - в этих кружках занимались изучением Священного Писания и учения церкви.
Был убеждённым противником обновленческого движения, что вызвало резкое неприятие властей.
4 марта 1923 года владыка Василий был назначен епископом Иваново-Вознесенским. Однако, долго пробыть на Ивановской кафедре деятельному архиерею не удалось. Уполномоченный ОГПУ писал 22 марта 1923 года: «…дабы парализовать его усиленное стремление к поднятию религиозных чувств среди масс (среди которых он пользуется большим влиянием) полагал бы епископа Василия выслать из пределов Иваново-Вознесенской губернии в одну из отдалённых местностей РСФСР». В мае 1923 был арестован и выслан на два года в посёлок Усть-Кулом Зырянского края.
В июле 1925 года вернулся в Кинешму, собрал вокруг себя духовных чад, но через полгода власти потребовали от него покинуть город. Жил в деревне Анаполь, в доме, построенном его келейником Александром Чумаковым, который сопровождал его в двух ссылках.
С 1926 года - епископ Вязниковский, викарий Владимирской епархии. По словам митрополита Сергия (Страгородского), это назначение было временным, так как владыка не мог вернуться в Кинешму и управлять своим викариатством.
О своём пребывании в Вязниках он писал: «Чувствую себя здесь пока спокойно: духовных детей пока не завожу, так как не уверен в долговременности своего пребывания здесь. Административных хлопот также очень мало». В Вязниках святитель закончил работу над «Беседами на Евангелие от Марка». Весной 1927 года он был выслан в Кинешму.
В 1927 году был назначен епископом Ивановским, но в управление епархией не вступил, так как власти отправил его в Кинешму, а в июле 1927 «для предотвращения укрепления реакционной тихоновщины» заставили его выехать в Кострому.
В оппозиции митрополиту СергиюНегативно отнёсся к Декларации митрополита Сергия (Страгородского), которая призвала к полной лояльности к советской власти. Был сторонником митрополитов Агафангела (Преображенского) и Кирилла (Смирнова).
19 ноября 1928 году коллегия ОГПУ постановила выслать его на три года на Урал. Епископ и его духовные чада были, в частности, признаны виновными в том, что «не ограничиваясь духовным закрепощением отсталых слоёв верующих, особенно женщин, вовлекали их в кружки и сестричества, использовали при этом национальные предрассудки, материально поддерживали активных церковников, сосланных за антисоветскую деятельность». Ссылку отбывал в деревне Малоречка в двадцати пяти километрах от районного города Таборово Екатеринбургской области, где ежедневно совершал богослужения.
По возвращении из ссылки, с 1932 года жил в Орле. В марте 1933 года вновь арестован и по этапу отправлен в тюрьму в Кинешму. Был приговорён к пяти годам лишения свободы (вместе с ним был осуждён его верный келейник Александр Чумаков), находясь в заключении в лагере под Рыбинском, работал на строительстве канала.
В январе 1938 году был освобождён из лагеря, жил в Рыбинске, затем в селе Котово Ярославской области. Создал небольшой религиозный кружок, тайно служил в небольшом храме, который был устроен в бане.
Последний арест, ссылка, смерть5 ноября 1943 года вновь был арестован, заключён в ярославскую внутреннюю тюрьму. В январе 1944 доставлен этапом в Москву, во внутреннюю тюрьму НКВД, затем был заключён в Бутырскую тюрьму. Был приговорён к пяти годам ссылки. К тому времени был тяжело болен, а после объявления приговора у него случился тяжёлый сердечный приступ.
Отправлен по этапу в тюрьму города Красноярска, затем отправлен в далёкое село Бирилюссы, где в следующем году скончался. Перед смертью попросил отбывавшую ссылку в том же селе монахиню прочесть канон на исход души. Когда она прочла последнюю молитву, святитель сам твёрдым голосом произнёс: «Аминь» и тихо почил.
В 1993 году причислен к лику местночтимых святых Ивановской епархии.
Прославлен в августе 2000 года Юбилейным Архиерейским собором Русской православной церкви в лике Новомучеников и Исповедников Российских.
Его мощи до 2012 года находились в Свято-Введенском женском монастыре города Иваново.
В конце 2012 года стало известно что, имя священномученика Василия (Преображенского) в числе 36 новомучеников было исключено из общецерковного календаря на 2013 год; при этом решения о его деканонизации не выносилось ни Священным Синодом, ни прошедшем в феврале 2013 года Архиерейским Собором (они только могут выносить решения о (де)канонизации от лица всей Церкви). По мнению протодиакона Андрея Кураева, такое могло случиться ввиду открытия новых документов, содержащих указания на факты, «не соответствующие христианским представлениям о том, как святой (не простой человек, а именно образцовый святой) должен вести себя на допросе и даже под пыткой». Архимандрит Тихон (Шевкунов), негативно отнёсшийся к подобному шагу, пояснил: «Представители комиссии уже выступили и ответили, что это совершенно не „деканонизация“, а это действия по дополнительному исследованию».
4 апреля 2014 года в Кинешме открылся музей святителя Василия Кинешемского. Новое здание точно повторяет контуры сгоревшего дома, в котором Василий Кинешемский служил в годы изгнания. Среди экспонатов - ряса, кадило, рукописи и другие личные вещи, которые более полувека бережно хранились в семьях духовных детей святителя.