Василий Нещипленко родился 31 января (13 февраля по новому стилю) 1907 года в селе Верхние Чебулы Верх-Чебулинской волости Мариинского уезда Томской губернии (ныне Кемеровская область) в крестьянской семье.
С ранних лет занимался крестьянским трудом.
В 1922 году окончил в Томске школу II ступени. Далее в течение года занимал должность технического секретаря РА ВКП (б) в деревне Суслово. Окончил Томский народный университет. Работал в окружном финотделе, сберкассе. Далее его назначили секретарем Томского окружного отдела профсоюза.
Его жизнь коренным образом изменилась после встречи с одним из советских режиссеров, который обратил внимание на прекрасные внешние данные и природную артистичность Нещипленко.
В 1928-м году он успешно сдал экзамены в театральный техникум при Государственном театре им. В. Мейерхольда. Через три года актер получил диплом и ему предложили остаться в труппе.
Когда театр закрыли, перешел в Московский театр Сатиры.
После войны был зачислен в труппу Московского театра миниатюр. В 1943-1946 годах играл в Театре-студии киноактера и на киностудии «Мосфильм».
В 1946-1947 годах - актер в Театре миниатюр и Театре Дзержинского района Москвы. С 1948 по 1953 год играл на сцене Московского театра им. К. Станиславского. В 1953-1967 годы работал на киностудии «Мосфильм».
Сниматься начал с 1941 года, дебютировав в военном фильме «Два друга».
В том же году сыграл в биографической киноповести «Валерий Чкалов».
Широкую известность ему принесла роль капитана Сергея Кайсарова в фильме «Небесный тихоход» режиссера Семена Тимошенко. Фильм повествует о трех неунывающих фронтовых друзьях-летчиках, которые поклялись до конца войны «не влюбляться даже в самых красивых девчат».
Однако знакомство с летчицами женской эскадрильи привело к тому, что друзья один за другим нарушают свое обязательство...
Партнерами по съемкам выступили Николай Крючков, Василий Меркурьев, Алла Парфаньяк, Людмила Глазова и Тамара Алешина.
В 1947 году актер был приглашен на главную роль в туркменский фильм «Далекая невеста», который имел большой успех у зрителей и стал лидером кинопроката СССР 1948 года (занял 4-е место - фильм посмотрели 26,8 миллиона зрителей).
По сюжету его герой донской казак Захар Гарбуз, демобилизовавшись после Победы, едет в Туркменистан, где живёт его невеста Гюзель, знатная туркменская колхозница, специалист коневод, с которой они познакомились, когда она во время войны приезжала к ним в кавалерийскую часть чтобы передать для фронта алехтинских коней. За эту работу Нещипленко получил Сталинскую премию II степени.
Он долгое время не женился и в итоге в супруги выбрал не актрису. Вместе с женой Анной Леонидовной, которая была старше его на шесть лет, Василий Дмитриевич поселился в подмосковном селе Ромашково, где предался размеренной сельской жизни — выращивал овощи, читал газеты, общался с соседями, из которых не каждый подозревал о его былой славе. Детей у Нещипленко не было.
Последние 10 лет жизни Нещипленко уже не снимался.
Его не стало 23 апреля 1975 года.
Похоронили артиста на кладбище при Никольском храме в селе Ромашково Одинцовского района Московской области.
Жена Анна Леонидовна, которая пережила супруга на два года, похоронена с ним в одной могиле.