Родился 7 января 1911 г. в с. Котельнич Вятской губ.

Доктор биологических наук (1942), профессор (1941).

Участник Великой Отечественной войны.

Выпускник Горьковского сельскохозяйственного института (1932); окончил аспирантуру того же института (1932–1935), докторант Института генетики АН СССР (1935–1940). Как ученый сформировался под влиянием видных биологов своего времени академиков Н. И. Вавилова и И. И. Шмальгаузена. В 1941 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора биологических наук на тему «Физиологические подходы к племенной оценке сельскохозяйственных животных». Практически им была поставлена проблема оценки животных по физиологическим показателям и даны ее первые решения.

В марте 1941 г. был направлен в сельскохозяйственный институт Академии наук Белорусской ССР. Во время войны служил начальником лаборатории Смоленского военного госпиталя на Западном фронте (1941–1943), начальником медицинской клинической лаборатории окружного гарнизонного военного госпиталя (Свердловск, 1943–1944).

В трудные военные и послевоенные годы, при крайнем дефиците кадров и материальных ресурсов, организовал в Свердловске Институт биологии УФАН СССР (1944–1948) и Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (1956–1958).

В. И. Патрушев принадлежит к числу виднейших представителей биологической науки Урала, внесших вклад в развитие отечественной биологии, физиологической генетики и физиологии человека и животных. Он проявил себя как инициативный исследователь с выдающимися способностями, склонный к широким обобщениям и новаторству в научной деятельности. Предложил периодизацию биологических наук и ввел понятие биотехники; начал работу с мечеными атомами на Урале и заложил основы радиобиологии; ему принадлежит идея физиологической хирургии и реконструкции сосудов из искусственных материалов; он основал сельскохозяйственную биологию и выдвинул идею оценки функций организма как реакцию на разного рода нагрузки, а позже подошел к разработке акта внимания у человека.

С 1945 г. и до конца своих дней В. И. Патрушев работал в Уральском университете. Заведовал сначала кафедрой генетики (1945–1947), а затем кафедрой общей биологии и дарвинизма (1947–1948). Был одним из основателей и руководителем кафедры физиологии человека и животных (1950–1962). Открыл при этой кафедре лаборатории физиологии, условных рефлексов и биохимии, учебный кабинет гистологии и цитологии, операционную. Приступил к созданию радиологической лаборатории. Руководил студенческим биологическим научным кружком. Направлял своих учеников на специализацию в отделение радиобиологии и биофизики Института биологии УФАН, которым заведовал Н. В. Тимофеев-Ресовский.

Под руководством В. И. Патрушева выполнено около десятка диссертационных работ, среди которых кандидатская диссертация М. П. Рощевского, ныне академика РАН.

Педагогическая деятельность В. И. Патрушева оставила неизгладимый след в истории биологического факультета Уральского университета.

В. И. Патрушев прожил яркую жизнь в науке. В годы насильственного насаждения в биологии чуждых ей догм (конец 30-х – 50-е гг. XX в.) он никогда не вступал в сделку с псевдонаучными спекуляциями и оставался стойким вавиловцем.

Награжден медалями «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».