Василий Хвостенко родился 27 августа (15 по старому стилю) 1896 года в слободе Борисовка Грайворонского уезда Курской губернии.
В 1910 году Василий поступил и в 1917 году окончил Московское училище живописи, ваяния и зодчества (МУЖВЗ), где его учителями были А. Архипов, В. Бакшеев, Н. Касаткин, К. Коровин, А. Корин, С. Малютин, Л. Пастернак и другие известные художники.
В 1919–1920 годах Василий работал декоратором в 1-й армии Туркфронта. В 1920 году он был командирован в Главполитпросвет, где он работал в «Окнах РОСТА» вместе с В. Маяковским, Н. Денисовским, М. Черемныхом. В 1930-х годах Василий выполнил большую серию графических рисунков, посвящённую строительству угольных шахт и заводов на Урале.
Во время Великой Отечественной войны 1941–1945 годов Василий выезжает на фронт, оформляет армейские газеты, клубы, рисует плакаты, пишет картины на тему «Великая Отечественная война». В 1950-х годах он работает над политическими плакатами. Наряду с этим Василий Вениаминович уделял большое внимание изучению техники энкаустики, которой он широко пользовался для воплощения своих творческих замыслов. От камерных экспериментальных проб на мраморе (в довоенные годы) он перешёл к монументальным декоративным и станковым композициям в этой технике. Подлинным триумфом энкаустики Василия явилась итоговая выставка работ его и его дочери в 1959 году. В серии росписей по мотивам «Снегурочки» А.Н. Островского композиционный дар Василия был удачно дополнен смелой декоративной палитрой дочери. Сияют цветом мажорные сказочные сцены «Снегурочка», «Лель», «Мизгирь», «Купава», «Игры берендеев», «Царь Берендей» и другие (1957). Показ советской энкаустики в 1959 году в Москве и Киеве вызвал дружное одобрение в печати. «Мы считаем, что исключительное живописное богатство техники энкаустики даёт ей право занять большое место в монументально-декоративной живописи наряду с фреской и мозаикой. Необходимо всячески содействовать развитию и внедрению этого рода живописи в наше монументальное искусство. Для создания квалифицированных кадров в этой области следует ввести преподавание энкаустики в художественных вузах, привлечь к ней внимание архитектурной общественности и строительных организаций», – писали в газете «Советская культура» 7 апреля 1959 года Ф. Богородский, А. Бубнов, В. Ватагин, Г. Горелов, Кукрыниксы, Г. Нисский, Ю. Пименов, Ф. Решетников, М. Черемных. «Сверкающими самоцветами» назвал живопись Хвостенко народный художник СССР А. Пластов: «Я называю самоцветами их удивительные работы по энкаустике. Меня всегда охватывает радость при виде этого необыкновенного сияния красок. Василий Хвостенко автор таких работ, как «Сёстры» (1919), «Больше металла, больше машин» (1920), «Портрет мальчика» (1925), «Автопортрет» (1927), «Ленин на броневике» (1927), панно в зале «Культура» ВДНХ (1938), «Плодородие» (1940), серия картин «Великая Отечественная война» (1941–1945) и другие.
С 1918 года Василой Хвостенко выставляется на многих художественных выставках в РСФСР и зарубежом, в том числе на выставках «Свободное творчество», «Союз русских художников», «Ассоциации художников революционной России». В 1927 году он получил «Большую премию» на Всемирной выставке декоративного искусства в Париже.
Работы Василия Хвостенко находятся в экспозициях Государственной Третьяковской галереи, музея Баку, Художественной картинной галереи в Кемерово, Государственного историко-краеведческого музея Борисовки, Российской государственной библиотеки, Филиала Исторического музея в Москве, Магнитогорской картинной галереи, в других музеях и частных коллекциях России.
Василий Хвостенко скончался 13 августа 1960 года в Москве. Похоронен в деревне Конев-Бор.
