Окончил Российский институт театрального искусства (факультет музыкального театра, кафедра режиссуры и мастерства актера музыкального театра, мастерская Р.Я. Немчинской, 2005).
Среди постановок Василия Бархатова в российских оперных и драматических театрах: «Енуфа» Л. Яначека (2007), «Бенвенуто Челлини» Г. Берлиоза (2007), «Братья Карамазовы» А.П. Смелкова (2008), «Мертвые души» Р. Щедрина (2011), «Сказки Гофмана» Ж. Оффенбаха (2011), «Русалка» А.С. Даргомыжского (2013) и «Отелло» Дж. Верди (2013) в Мариинском театре; «Разбойники» Ф. Шиллера в Московском драматическом театре имени А.С. Пушкина (2009), «Летучая мышь» И. Штрауса в Большом театре (2010), «Коварство и любовь» Ф. Шиллера в театре «Приют комедианта» (2011), «Новые страдания юного В.» в Московском Художественном театре имени А.П. Чехова (2012).
В 2013−2014 был художественным руководителем оперной труппы Михайловского театра, где поставил оперу «Летучий голландец» Р. Вагнера.
Сотрудничает с зарубежными театрами. Поставил оперы «Осуждение Фауста» Г. Берлиоза в Национальном театре Мангейма (2015), «Хованщина» М.П. Мусоргского (2015) и «Мадам Баттерфляй» Дж. Пуччини (2019) в Театре Базеля, «Солдаты» Б.А. Циммермана в Гессенском государственном театре Висбадена (2016), «Невидимая» А. Раймана в Государственной Немецкой опере в Берлине (2017, мировая премьера), «Девушка с Запада» Дж. Пуччини в Венгерской национальной опере (2018), «Евгений Онегин» П.И. Чайковского в Королевской опере в Стокгольме (2018), «Тоска» Дж. Пуччини в Оперном театре Ганновера (2019), «Игрок» С.С. Прокофьева в Литовском национальном театре оперы и балета (2020).
Постановки Василия Бархатова и их участники завоевали престижные премии. Исполнитель партии Ивана Карамазова Алексей Марков в спектакле «Братья Карамазовы» стал лауреатом премии «Золотая Маска» (опера / мужская роль, 2009). Спектакль «Мертвые души» получил Высшую театральную премию Санкт-Петербурга «Золотой софит» (2011). Художник Зиновий Марголин стал лауреатом премии «Золотая Маска» за спектакли «Енуфа» (2008), «Шербурские зонтики» (2010), «Мертвые души» (2012), «Мертвый город» (2023).
Василий Бархатов многократно номинировался на театральную премию «Золотая Маска». В 2019 году был номинирован на премию International Opera Awards как лучший оперный режиссер.
Участие в постановках театра:
«Мертвый город» Э.В. Корнгольда – режиссер-постановщик