Герой Социалистического Труда (1940). Лауреат четырёх Сталинских премий первой степени (1941, 1943, 1946, 1950). Член РКП(б) с 1921 года.
В 1923 окончил артиллерийское училище в Петрограде, затем несколько лет прослужил строевым командиром. После этого поступил в Военно-техническую академию им. Дзержинского. В это время там преподавали такие видные специалисты, как В. И. Рдултовский, П. А. Гельвих и другие.
Окончив академию в 1930, работал инженером-конструктором в КБ завода «Красный Путиловец». Через год был откомандирован в КБ № 2 Всесоюзного орудийно-арсенального объединения (ВОАО) Наркомтяжпрома (Москва). Вскоре после его прибытия туда КБ № 2 было слито с КБ № 1, с образованием КБ ВОАО.
В 1932 был назначен первым заместителем начальника ГКБ-38 (созданного на базе КБ ВОАО), единственного конструкторского бюро того времени, которое занималось разработкой и доработкой различных типов ствольных артиллерийских систем. После ликвидации ГКБ-38 в конце 1933 был направлен на завод № 92 (г. Горький), который тогда занимался исключительно производством, не имея своего КБ. В то время среди военных руководителей СССР, по заказам которых разрабатывались системы вооружения, господствовало теория о скором отмирании классической ствольной артиллерии и переходе на динамореактивную (безоткатную). В частности, одним из наиболее рьяных сторонников этой теории был М. Н. Тухачевский. В. Г. Грабину удалось с огромным трудом через Народный комиссариат тяжёлой промышленности убедить, что необходимо создание КБ, занимающегося ствольной артиллерии. Грабин был назначен его руководителем. По инициативе В. Г. Грабина на артиллерийском заводе № 92 группа молодых конструкторов продолжила разработку новых перспективных образцов пушек, что поначалу не встретило поддержку директора завода, который даже пытался уволить главного конструктора. Поддержка наркома Серго Орджоникидзе, а в дальнейшем и И. В. Сталина, помогли В. Г. Грабину продолжить работу на заводе и создавать новые пушки. Новый директор завода А. С. Елян стал его единомышленником.
Разработанный под руководством В. Г. Грабина метод скоростного проектирования давал возможность создавать новые пушки в течение месяцев и даже недель, от начала работ до образцов для испытаний, а совместная работа конструкторов и технологов, в кратчайшие сроки ставить пушки на валовое производство, с небывалой экономией металла, энергии и трудозатрат. В организации проектно-конструкторских работ В. Г. Грабин опередил мировой уровень на десятилетия, например, еще в конце 1930-х годов он привлекал к проектированию новых пушек врача-физиолога, хотя само название науки, обеспечивающей гармоничное взаимодействие системы «человек-машина» — «эргономика», появилось в 50-х годах ХХ века. Главным в деятельности В. Г. Грабина, то, что обеспечивало исключительную её результативность и, в то же время, препятствия, которые ему приходилось преодолевать для достижения этих результатов, было то, что в центре всего всегда, для него, был Человек Труда, то есть он реально воплощал в жизнь то, что тогда во-многом только деклариловалось. Исторический факт — знаменитая дивизионная 76-мм пушка ЗИС-3, признанная мировыми авторитетами как лучшая и самая массовая пушка Второй мировой войны, ставилась на валовое производство на заводе № 92 и стала поступать в войска перед войной. Большую поддержку своей новаторской деятельности В. Г. Грабин находил у довоенного наркома вооружений Б. Л. Ванникова, который чуть не был расстрелян перед самым началом войны, за противостояние с маршалом Г. И. Куликом, немало «попившим крови» и у В. Г. Грабина.
С августа 1942 года, по постановлению Правительства и ГКО, В. Г. Грабин приступил к организации Центрального артиллерийского конструкторского бюро (ЦАКБ), в г. Калининграде (ныне г. Королев), которое, в дальнейшем, и возглавлял. Под руководством В. Г. Грабина были созданы:
В 1943 году вместе с коллективом передал присуждённую ему Сталинскую премию в Фонд обороны
C 1946 года начальник и главный конструктор Научно-исследовательского артиллерийского института. В 1957 году назначен главным конструктором и директором ЦНИИ-58 Государственного комитета по оборонной технике при Совете Министров СССР. С 1960 года преподавал в МВТУ имени Н. Э. Баумана.
В 1950-е годы интерес к артиллерийским системам резко упал. Вначале Берия, а потом Хрущев, взяли курс на ракетостроение. На это наложился давний конфликт с маршалом Устиновым. В результате на вооружение была принята лишь одна пушка разработки Грабина — зенитная С-60. Отчасти, была принята и С-23, но позже, когда в ней возникла острая необходимость и малой серией. Однако коллектив под его руководством разработал несколько систем артиллерийского вооружения:
В. Г. Грабин написал книгу мемуаров «Оружие победы», вышедшую в журнальном варианте в журнале «Октябрь» в 1972—1973. В 1989 году книга была издана в Издательстве политической литературы (г. Москва) в полном варианте, без правок и изменений внесенных в текст мемуаров в процессе подготовки журнального варианта (М.: Политиздат, 1989. — 544с.: ил. ISBN 4 — 250 — 00408-3)