В 1892 году закончил орловскую мужскую гимназию. Окончил Московский ун-т (1895). В 1895—1898 годах работал в Брянском техническом училище, в 1899—1941 годах — в Киевском политехническом институте (с 1910 года — профессор). В 1931—1941 годах — директор Института органической химии АН УССР. В годы Великой Отечественной войны остался в оккупированном Киеве, по инициативе К. Ф. Штеппы был назначен директором Украинской академии наук, которая, однако, фактически не функционировала. В конце войны - во Вроцлаве, в Праге, после освобождения Праги вернулся в Киев, с 1945 работал в Институте общей и неорганической химии АН УССР.
Впервые в мире В. А. Плотникову и его сотрудникам удалось получить путём электролиза металлический алюминий при комнатной температуре.
