Окончил физический факультет МГУ и с 1953 по 1964 работал под Москвой в Обнинске в Физико-энергетическом институте, где изучал рассеяние медленных нейтронов в жидкостях и твердых телах и защитил докторскую диссертацию. В 33 года он уже был известным физиком-теоретиком с большими перспективами.
В 1964 оставляет физику, переходит в Институт прикладной математики АН СССР и посвящает свою деятельность информатике. Он создаёт новый язык программирования — язык Рефал, на котором удобно описываются алгоритмические языки, трансляторы, символьные математические преобразования и многое другое.
Известен широкому кругу отечественных и зарубежных читателей рядом своих книг, учебников и сборников: «Физики шутят», «Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции», «Инерция страха. Социализм и тоталитаризм», «Кибернетический манифест» (в соавторстве с Клиффом Джослином) и т. п.
В математике он сконструировал новые кибернетические основания, а в программировании и информатике (кроме создания языка Рефал) заложил основы метавычислений, предложив качественно новый метод преобразования и оптимизации программ — суперкомпиляцию.
В апреле 1974 года становится председателем московского отделения Amnesty International — группы «Международная амнистия», выступающей в защиту узников совести во всех странах независимо от их политической системы.
В декабре 1976 года получает «последнее предупреждение» от КГБ: либо он уезжает, либо его ждёт арест. Обыск и допросы к тому времени он уже прошёл. В 1977 году начались аресты членов Хельсинкской группы: Ю. Орлова, А. Гинзбурга, А. Щаранского и др. Хотя В. Ф. Турчин и не был формально членом Хельсинкской группы, но готовил материалы для неё и участвовал в пресс-конференции Хельсинкской группы в качестве представителя Международной амнистии. Пришлось делать «выбор».
В 1977 году был вынужден покинуть СССР и эмигрировать с семьёй в Израиль, а потом в США.