У 1913 р. він закінчив Холмську чоловічу гімназію, а у 1918 р. — історико-філологічний факультет Київського університету. За дипломну роботу «Н. М. Языков, поэт пушкинской плеяды. Жизнь и творчество»отримав срібну медаль.
Пізніше В. Петров працював в Етнографічній комісії Української Академії наук. У 1920-ті роки належав до кола неокласиків.
У1930 р. В. Петров отримав ступінь доктора за дослідження «Пантелеймон Куліш у п'ятдесяті роки. Життя. Ідеологія. Творчість».
У 1941 р. науковець знаходився в окупованому німцями Харкові, а наприкінці війни опинився в Німеччині. Там він був одним із засновників Мистецького українського руху.
Знаходячись в еміграції, В. Петров у 1947-1949 рр. викладав етнографію на філософському факультеті Українського вільного університету в Мюнхені. 18 квітня 1949 р. він зник з Мюнхена, а через рік опинився у СРСР. 3 1956 р. він працював в Києві в Інституті археології та у 1966 р. був вимушений заново захищати дисертацію.
Біографія В. Петрова цікава тим, що, судячи з усього, він, починаючи з 30-х років співпрацював з радянською розвідкою, адже під час сталінських репресій продовжував працювати науковцем в той час, як його колишні колеги неокласики були заарештовані. Відомо, що В. Петров знаходився в окупованому німцями Харкові та носив німецький офіцерський мундир. Крім того, його раптове зникнення з української еміграції в Мюнхені і знаходження після того в Москві дають підстави говорити про таку співпрацю. Пізніше В. Петров навіть отримав офіційну нагороду за свої дії під час війни.
У 20-ті роки Віктор Петров написав більшість своїх художніх творів під псевдонімом В. Домонтович. Твори В. Петрова в багатьох аспектах перекликаються з ідеями екзистенціалістів.
Помер в 1969 р., похований в Києві.
Основні твори: «Без ґрунту», «Дівчина з ведмедиком», «ДокторСерафікус», «АлінайКостомаров», «РоманиКуліша».