1918 року закінчив Київський університет. У 1920-х роках молодий науковець був співробітником. З 1927 року — керівником етнографічної комісії Всеукраїнської Академії наук, співредактором «Етнографічного вісника». З 1931 року став працювати в інституті матеріальної культури, а 1941 року очолив інститут українського фольклору. Під час війни вчений опинився в еміграції, працював в Українському науковому інституті в Берліні, був професором Українського вільного університету та Богословської академії в Мюнхені.
1949 року Віктор Петров повернувся до СРСР. Він відомий як серйозний вчений у галузі археології, автор низки наукових праць, присвяченим проблемам археології, етногенезу, краєзнавства. В.Петров також відомий літературознавець, його перу належать біографічні романи про М.Костомаров;, П.Куліша. В літературі виступав під псевдонімом В.Домонтович. Відомі його романи та оповідання «Дівчинка з ведмедиком» (1928), «Доктор Серафікус» (1947), «Без грунту» (1948). Помер 8 квітня 1969 року.