Окончил Детгородковскую среднюю школу и школу ФЗО (фабрично-заводского обучения) при Московской электрозаводе имени В.В. Куйбышева. Работал токарем на московском электрокомбинате.
В армии с 1936 года. В 1938 году окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС.
Испытанием лётного мастерства Королёва стали бои на Карельском перешейке во время советско-финляндской войны 1939 – 1940 гг. Приобретённый опыт воздушных сражений пригодился молодому лётчику в годы Великой Отечественной войны.
Всю войну Королёв провёл в Заполярье. Служил командиром звена 147-го истребительного авиационного полка (1-я смешанная авиационная дивизия, 14-я армия, Карельский фронт).
Не раз вступал в бой с численно превосходившим противником и побеждал.
При возвращении с боевого задания по прикрытию штурмовиков, разбомбивших фашистский аэродром, в бою против группы вражеских истребителей сбил одного, но сам на горящем самолете был вынужден приземлиться на лесной массив.
Раненный и обожженный, он 4 дня пробирался сквозь зимнюю тайгу и был подобран пограничниками. Вернулся в свою часть.
В июле 1943 г. в групповом бою под Мурманском вступил в поединок с фашистским асом, который сбил три наших истребителя. Враг был уничтожен. Через несколько дней такая же судьба постигла и другого аса, подкарауливавшего наши самолёты на посадке.
Всего за время войны совершил 388 боевых вылетов, в воздушных боях сбил 11 самолетов противника.
Звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" Василию Ивановичу Королёву присвоено 22 февраля 1943 года.
Войну закончил в звании майора. Награждён орденами Ленина, Красного Знамени, 2 орденами Отечественной войны 1-й степени, орденом "Знак Почета", медалями.
Демобилизовавшись в 1945 году, работал в транспортной авиации Аэрофлота; затем – начальником отдела в сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.