Русский невропатолог, психиатр, физиолог, психолог, морфолог. В 1878 г. окончил Медико-хирургическую академию. Заведуя кафедрой психиатрии Казанского университета, создал в 1885 г. первую в России лабораторию экспериментальной психологии при клинике. С 1893 г. - профессор Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге, где заведовал кафедрой нервных и душевных болезней, с 1897 г. - женского медицинского института. В 1908 г. основал в Петербурге Психоневрологический институт. С 1918 г. - директор Института по изучению мозга в Петрограде. Основал журнал "Неврологический вестник" (1893). Начиная с 10-х гг. ХХ в. приступил к построению собственной общепсихологической теории, названной им рефлексологией. Открыл ядра и проводящие пути в мозге; создал учение о проводящих путях спинного мозга и функциональной анатомии мозга; установил анатомо-физиологическую основу равновесия и пространственной ориентации, обнаружил в коре головного мозга центры движения и секреции внутренних органов и т.д. Для описания сложных форм рефлекторной деятельности предложил термин "сочетательно-двигательный рефлекс". Описал ряд физиологических и патологических рефлексов, симптомов и синдромов.
Скончался 24 декабря 1927 г. в Москве. В некоторых публикациях высказывается предположение, что учёного отравили. Тело В.М. Бехтерева кремировали. Первоначально прах был погребен в здании Психоневрологического института в Ленинграде, но позднее его перенесли на Литераторские мостки Волковского кладбища.