Василий Ярославич был младшим сыном великого князя киевского и владимирского Ярослава Второго Всеволодовича и смоленской княжны Ростиславы Мстиславовны. Родился в городе Владимире. До смерти старшего брата, Ярослава Ярославича, княжил в Костроме.
Возможно, что Кострома была получена Василием Ярославичем по разделу, произведенному его дядей великим князем Святославом Всеволодовичем в 1246 году.
В 1268 году Василий женился, венчал его в церкви Феодора в Костроме епископ Ростовский Игнатий.
В 1271 г. разгорелся конфликт между великим князем Ярославом Ярославичем и новгородцами, а Василий, из соперничества с братом, встает на сторону новгородцев. Он поехал в Орду, сообщил хану, что правы новгородцы, а Ярослав виноват, и вернул с дороги татарские войска, которые уже были отправлены на новгородцев. Таким образом, Василий Ярославич отклонил от города Новгорода большую беду — нашествие татар, войска которых призывал против жителей Новгорода его брат Ярослав. Оказав Новгороду такую услугу, Василий Ярославич надеялся без всякой борьбы и лишних споров быть выбранным на княжение этого вольного города. Так князь Ярослав Ярославич вынужден был скрепить мир с новгородцами, сам поехал в Орду, но умер в 1272 г. на обратном пути.
Однако против ожидания князя костромского, в Новгороде сел его племянник, Дмитрий Александрович Переяславский, сын Невского. Татищев писал, что князь потребовал уничтожения грамот, которые были даны Ярославом Ярославичем новгородцам, а Дмитрий согласился княжить новгородскими землями по воле горожан. Но Василий Ярославич не желал уступать своих прав. Он с помощью татар и своего племянника, Святослава Ярославича тверского, силой заставил новгородцев признать его князем. Он пошел войной на новгородские уделы, взял Торжок, пожег многие хоромы, посадил своего тиуна. Торговля с Суздальской землей была прекращена, купцов новгородских схватили, а хлеб в городе сильно подорожал.
Зимой 1274/1275 годов хан Менгу-Тимур провёл большой поход против Литвы. По пути туда были разорены смоленские земли, обратно — курские. В княжение Василия была проведена вторая (в Смоленске первая) перепись населения Руси для уплаты дани. Также в правление князя в 1274 году был созван собор русских епископов для восстановления церковных уставов.
Василий умер в Костроме в январе 1276 года, прокняжив всего четыре года. Тело его погребено там же, в церкви Феодора Стратилата, придельной к Успенскому собору. Великое княжение перешло к Дмитрию.