Член-корреспондент РАН (1997), доктор психологических наук (1988), профессор (1994). В. Ф. Петренко - член Российского психологического общества, Европейской ассоциации психологии личности, Международной ассоциации эмпирической эстетики. Главный редактор журнала «Методология и история психологии», член редколлегий журналов «Психология», «Общественные науки и современность», «Историческая психология». Лауреат премии им. С. Л. Рубинштейна Президиума РАН по психологии, дважды лауреат конкурса Российского фонда фундаментальных исследований за научно-популярные публикации, лауреат номинации «Человек года» общероссийского национального профессионального психологического конкурса «Золотая Психея».

В. Ф. Петренко родился 21 марта 1948 года в семье ветерана Второй Мировой войны, офицера подводника в городе Ленинграде, где отец учился в Академии. В 1968 году поступил на факультет психологии МГУ, который закончил в 1973 г. Бессменный участник НСО и психологических школ факультета психологии МГУ. С 1973 г. по настоящее время работает на кафедре общей психологии факультета психологии Московского Государственного университета: сначала в должности ассистента кафедры, затем старшего и ведущего научного сотрудника. В настоящее время является заведующим лабораторией «Психология общения и психосемантики» психологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, заведущим лабораторией «Когнитивные исследования» Института системного анализа Российской Академии Наук.

В 1988 году защитил диссертацию на соискание ученого звания доктора психологических наук, в 1994 г. получил звание профессора, а в 1997 - звание члена-корреспондента Российской Академии Наук (РАН).
Сфера научных интересов В. Ф. Петренко: анализ структуры и динамики общественного и индивидуального сознания; исследования в области психосемантики; разработка оригинальных психосемантических методов: множественной идентификации, сказочного семантического дифференциала, атрибуции мотивов, построения семантического пространства политических партий. Один из основателей (первым с 1972 начал проводить исследования в области психосемантики) и лидер психосемантического подхода в психологии. Совестно с О.В. Митиной,  начиная с 1990 года,  проводил мониторинг политического менталитета россиян методами психосемантики и исследования динамики политического сознания. В последние годы написал ряд работ по методологии психологии и проводил кросс-конфессиональные исследования религиозного сознания. Начиная с основания фондов РФФИ и РГНФ бессменно проводит исследования в области психосемантики сознания и психологии искусства, под эгидой этих фондов. Лауреат фондов Мак-Артуров, Фонда «открытое общество». Руководил рядом научно-исследовательских психологических экспедиций на Чукотку, в Бурятию и Туву.

В. Ф. Петренко ведет активную преподавательскую работу. С 1973 года проводит семинарские занятия по всему курсу общей психологии. Читал курс лекций по общей психологи в государственных университетах Москвы, Самары, Алма-Аты, Вильнюса, Нальчика, Смоленска, Белгорода, Владивостока, Севастополя, Ташкента. В Московском университете читает лекции по психологии сознания, политической психологии, психосемантике. Подготовил более 80 дипломников, 12 кандидатов наук, 2-х докторов наук.

Автор более 230 публикаций, в том числе монографий «Введение в экспериментальную психологию: исследование форм репрезентации в обыденном сознании», «Психосемантика сознания», «Основы психосемантики»; большого числа научных статей: «Экспериментальная психосемантика: исследования сознания и личности», «Художественные конструкты произведения искусства», «Психосемантические аспекты картины мира субъекта».