Василий Тарлев родился 9 октября 1963 года в селе Башкалия Бессарабского района Молдавской ССР в болгарской семье. После окончания средней школы, в 1980 году, работал водителем в совхозе «Победа» в родном селе. С 1981 по 1983 год проходил военную службу в Советской армии. В 1985—1990 гг. учился в Кишинёвском политехническом институте им. С. Лазо на технологическом факультете.
После окончания института назначен главным механиком Производственного объединения «Букурия». С 1991 года занимал должность заместителя главного инженера, затем главного инженера АО «Букурия». С сентября по октябрь 1993 года обучался на курсах «Развитие промышленности, торговли и организация рынка сбыта в условиях рыночной экономики» в США. В 1993 году Тарлев был назначен на должность заместителя генерального директора, а в 1995 году — на должность генерального директора «Букурии». Занимал эту должность до 2001 года.
19 апреля 2001 года вотумом доверия парламента Молдавии Василий Тарлев был избран на должность премьер-министра. 6 марта 2005 года избран депутатом Парламента Республики Молдова. 19 апреля 2005 года на основании вотума доверия парламента во второй раз стал премьер-министром Молдавии. Подал в отставку 19 марта 2008 года. На следующий день парламент Молдавии принял его отставку.
Женат, имеет двух детей.
2008 — возглавил общественную организацию «Друзья России в Молдавии»
29 сентября 2008 года единогласно избран лидером политической партии Центристский Союз Молдавии.
10 февраля 2009 года Центристский Союз Молдавии под руководством Василия Тарлева допущен к выборам в парламент Республики Молдова.
1997 — за особые заслуги в труде и общественной деятельности награжден орденом «Gloria muncii» («Слава Труда»)
1999 — персональный золотой значок
2000 — золотая медаль «За эффективный менеджмент»
2007 — за вклад, внесенный в строительство и ремонт церквей и монастырей, Молдавской митрополией Русской Православной Церкви награжден орденом «Stefan cel Mare si Sfint» (орденом святого благоверного господаря Стефана Великого)
2008 — За значительные успехи в профессиональной деятельности удостоен высшей государственной награды «Орден Республики»