Родился в селе Покровский Урустамак (Урсы) Бавлинского района Татарской АССР в крестьянской семье. Учился сначала в Бугульминской совпартшколе I ступени, среднее образование получил в Казанской совпартшколе II ступени. Во время учёбы работал уполномоченным волисполкома и райисполкома по хлебозаготовкам и коллективизации. Окончив в 1930 году школу, работал несколько месяцев завучем в ШКМ в селе Оштормо-Юмья Кукморского района, прошёл подготовительные курсы при пединституте в Казани и в том же году поступил в Ленинградский пединститут им. А. И. Герцена. По его окончании в 1934 году был оставлен в аспирантуре этого же института. В 1937 году защитил диссертацию по теме «Сложносочиненные слова в удмуртском языке».
В 1937—1938 годах работал старшим научным сотрудником в Институте языка и письменности и одновременно в Институте языка и мышления АН СССР в Ленинграде. В 1938 г. получил назначение на должность заведующего кафедрой русского языка в Карельском пединституте. Финский фронт и последующая болезнь оторвали В. И. Алатырева от научно-педагогической деятельности, к которой он вернулся в августе 1940 году в качестве доцента кафедры русского языка Карело-Финского университета. С этого времени до 1955 года он преподавал в вузах Карелии и Удмуртии, при этом с 1941 г. возглавлял кафедры то удмуртского языка и литературы в Удмуртском пединституте, то русского языка в этом же институте и Карело-Финском университете. За время работы в вузах он читал студентам введение в языкознание, общее языкознание, старославянский язык, историческую грамматику русского языка, русскую диалектологию, современный русский язык, введение в финно-угорскую филологию, сравнительную грамматику финно-угорских языков, удмуртский язык, историю удмуртского языка, удмуртскую диалектологию.
В 1955 году В. И. Алатырев перешёл в Удмуртский научно-исследовательский институт при СМ УАССР, где в должностях старшего научного сотрудника и заведующего сектором языка проработал до ухода на пенсию в 1978 году.
В. И. Алатырев был лингвистом широкого профиля, что было обусловлено, с одной стороны, преподавательской работой в вузах, с другой — неразработанностью к тому времени многих вопросов удмуртского языкознания. Он занимался вопросами словообразования, лексики и этимологии, графики и орфографии современного удмуртского языка. Его научные интересы простирались также на вопросы этногенеза финно-угорских народов. В. И. Алатырев активно участвовал в создании научной грамматики современного удмуртского языка. Он автор свыше 150 научных и научно-методических работ. Его теоретические разработки помогли решить многие практические вопросы, связанные с удмуртской графикой и орфографией.
