В 1888 г. окончил историко-филологический факультет Петербургского университета, в 1894 — медицинский факультет Дерптского университета. Выступил в печати в 1885 г. со стихами. Первый рассказ «Загадка» был опубликован в 1887 г. В 90-х годах позапрошлого века Вересаев примыкал к группе «легальных марксистов», печатался в журнале «Новое слово», «Начало», «Жизнь» и др. В этот период писатель создал цикл произведений об умонастроении интеллигенции на рубеже 19-20 вв.: повесть «Без дороги» (1895), рассказ «Поветрие» (1898), повесть «На повороте» (1902). Писал также о тяжёлом положении русского крестьянства: рассказ «Лизар» (1899) и др. Рассказ «На мёртвой дороге» (1896) и повесть «Два конца» (1899-1903) посвящены жизни рабочих. В 1900-х гг. В. Вересаев был членом литературного кружка «Среда», печатался в сборниках М. Горького «Знание».

Основанные на автобиографическом материале «Записки врача» (1901) посвящены сложным нравственным, социальным и профессиональным проблемам, возникающим перед молодым врачом-гражданином. В. В. Вересаев участвовал в русско-японской войне 1904-05 гг. в качестве врача. В «Рассказах о войне» (1906) и записках «На войне» (1907-08) он показал героизм русских солдат и офицеров и одновременно — разложение царской армии.

В 1909 г. вышла повесть Вересаева «К жизни», в центре которой образы ренегатов революции, интеллигентов, замкнувшихся в кругу личных переживаний. Вересаеву принадлежит большая критико-философская работа «Живая жизнь», 1-я книга которой (1910) посвящена сравнительному анализу творчества Ф. М. Достоевского («Человек проклят») и Л.Н.Толстого («Да здравствует весь мир!»), 2-я книга — «Аполлон и Дионис» (1915) — критике взглядов Ф. Ницше.

В 1911 г. по инициативе В. В. Вересаева было создано «Книгоиздательство писателей в Москве». Он возглавлял его до 1918 г. После Октябрьской революции Вересаев завершает цикл произведений об интеллигенции: романы «В тупике» (1922) и «Сестры» (1933), публикует воспоминания «В юные годы» (1927), «В студенческие годы» (1929) и ряд книг, основанных на документальных и мемуарных источниках: «Пушкин в жизни» (1926-27), «Гоголь в жизни» (1933), «Спутники Пушкина» (1934-36) и др.

Достоинство его прозы в прогрессивной демократической тенденции, отчётливо выраженном публицистическом пафосе. Вересаеву принадлежат переводы произведений античных авторов — «Гомеровы гимны», «Сафо», «Архилох» и др. В конце 30-х гг. начал переводить «Илиаду» (опубликована 1949) и «Одиссею» (опубликована 1953). За выдающиеся достижения в области литературы В. В. Вересаеву была присуждена Государственная премия СССР (1945). Награжден орденом Трудового Красного Знамени. Умер 03.06.1945 в Москве.