Родился в семье сельского священника в деревне Антиповка Саратовской губернии.
Из Саратовской семинарии.
В 1884, окончив два курса Московской духовной академии, уволился из нее по собственному желанию. Он уже был женат на Павле Петровне Кортневой, дочери саратовского священника. В том же 1884 году он был рукоположен в сан священника с назначением в Михаило-Архангельскую церковь села Липовки Царицынского уезда.
Через два года служения, в 1886 году, по собственному прошению он был переведен к Казанской церкви села Рыбного, относящегося к Камышинскому уезду.
Познакомился с протоиереем Димитрием Разумовским, историком русского музыкального наследия.
С февраля 1890 по сентябрь 1895 о. Василий Металлов преподавал церковное пение в Саратовской духовной семинарии.
В конце 1895 директор Московского синодального училища С. В. Смоленский пригласил протоиерея Василия Металлова для работы по созданию рукописной библиотеки училища и преподавания в нем.
Служил в Василие-Кесарийской церкви в Москве и до 1906 состоял преподавателем дидактики, а до 1910 - церковного пения в Московском синодальном училище.
Получил четыре премии митрополита Макария (1897 за «Азбуку крюкового пения. Опыт систематического руководства к чтению крюковой семиографии песнопений знаменного распева, периода киноварных помет», в 1899 за «Осмогласие знаменного распева по гласовым попевкам», в 1901 за «Очерк истории православного богослужебного пения в России», в 1908 за «Богослужебное пение русской церкви. Период домонгольский»).
В 1901, после назначения С. В. Смоленского управляющим Придворной певческой капеллой в Петербурге, на его место в Московскую консерваторию на кафедру истории и теории церковного пения был приглашен о. Василий Металлов. В 1914 году он защитил магистерскую диссертацию «Богослужебное пение русской церкви. Период домонгольский». В 1915 году прот. Василий назначен настоятелем Казанского собора на Красной площади в Москве. В том же 1915 году по распоряжению высокопреосвященного Макария митрополита Московского ему было поручено наблюдение за хорами и за исполнением ими песнопений во время богослужений.
С 1894 г. преподаватель церковного пения Московского Синодального училища. Как композитор, издал ряд переложений с древних распевов, в том числе пение на литургии святого Иоанна Златоуста киевского распева, и несколько оригинальных духовных композиций.
Помимо преподавания церковного пения и законоучительства в Московской консерватории, он был преподавателем церковно-певческой палеографии в Московском археологическом институте, вел занятия в Государственной академии художественных наук, состоял членом Наблюдательного совета при синодальном училище церковного пения, членом комиссии по описанию церковных древностей Москвы при церковно-археологическом отделе Общества любителей духовного просвещения, членом-корреспондентом Императорского общества любителей древней письменности, членом совета Православного миссионерского общества.
Скончался прот. Василий Металлов в Москве и похоронен на Ваганьковском кладбище.