Боевое крещение получил в Великолукской наступательной операции. В боях за Великие Луки при прорыве вражеской обороны его танк «Т-34» 16 раз ходил в атаку на вражеские укрепления, уничтожив 3 ДОТа, 6 ДЗОТов и 20 блиндажей. Огнём орудия танка уничтожено 12 строений, превращенных немцами в крепости, и около 200 немецких солдат и офицеров. Ещё 150 солдат противника сдались в плен.
3 апреля 1945 года в бою за австрийский городок Мюнхендорф его САУ первой ворвалась в город, но на центральной площади попала в засаду. Экипаж подбил один немецкий танк и уничтожил вражескую пушку, однако немцам удалось подбить и поджечь «ИСУ». Экипаж в полном окружении до конца сражался в горящей машине.
Экипаж был похоронен на площади у церкви городка Эбрайхсдорф в Австрии. Позднее его останки были перезахоронены в братской могиле советских воинов № 70 на общинном кладбище Мюнхендорфа.
15 мая 1946 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство указом Президиума Верховного Совета СССР гвардии лейтенанту Богатырёву Василию Васильевичу было присвоено звание Героя Советского Союза посмертно.
Бюст Героя Советского Союза В. В. Богатырёва установлен в городе Устюжна Вологодской области
Памятник Герою Советского Союза В. В. Богатыреву установлен в деревне КуреванихаУстюженского района Вологодской области на месте дома, где он родился.
Литература
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1987. — Т. 1 /Абаев — Любичев/. — 911 с. — 100 000 экз. — ISBN отс., Рег. № в РКП 87-95382.
Вологжане — Герои Советского Союза / сост.: П. К. Перепеченко, Г. И. Соколов. — 2-е изд., перераб.и доп. — Вологда: Северо-Западное кн. изд-во, 1970. — С. 56—58. — 432 с.