Василий Феофилович родился 10 апреля 1890 года в городе Пошехонье Ярославской губернии. В 1907 году окончил 6 классов мужской гимназии. В 1908 году поступил на естественное отделение физико-математического факультета Московского университета. Специализировался на сравнительной анатомии позвоночных, работал у профессора Мензбира. В 1912 году получил выпускное свидетельство и поступил на работу в Темирское сельскохозяйственное опытное поле (Уральской области). В 1913 году выдержал государственное испытание при Московском университете с дипломом I степени. Осенью того же года поступил преподавателем естествознания в Воронцовско-Александровскую мужскую гимназию (с. Воронцово-Александровское, Ставропольской губернии). В 1915 году выдержал специальное испытание на звание учителя естествознания средне-учебных заведений, при испытательной Комиссии Московского университета (по курсу – педагогика, история педагогики, психологии, логики и методики естествознания).
В 1916 году перевелся в Михайловскую Общественную мужскую гимназию (ныне г. Хашури) Тифлисской губернии. Осенью 1917 года поступил преподавателем в Путивльское реальное училище (Курской губернии), где, после преобразования его в школу II ступени, работал до 1920 года. В период организации новой трудовой школы принимал активное участие в работах Отделения по Народному образованию, выступал с докладами о трудовой школе и самоуправлении. Состоял заведующим музеем учебных пособий и в Коллегии по открытию Народного университета. Организовал летние курсы по естествознанию для школьных рабочих I ступени. В 1920 году перевелся в уезд – заведовать школой при Бухаринском (Бурнынском) сахарном заводе. Заведовал профессионально-техническими курсами при заводе, был волостным инструктором по Народному образованию, председателем Волсого.
С осени 1924 по 1931 год – руководил Белгородским педагогическим техникумом. Здесь он начал научную разработку вопросов методики естествознания и опубликовал свой первый труд «Организация детского сельскохозяйственного труда в сельской школе I ступени. С 1932 года заведовал естественно-географическим отделением в институте повышения квалификации кадров народного образования в Воронеже, ученой частью Воронежского химического техникума.
В годы войны В.Ф. Шалаев работал преподавателем в Московском университете, эвакуированном в Ашхабад, а затем доцентом и деканом факультета естествознания и географии Ашхабадского педагогического института. В Ашхабаде защитил кандидатскую диссертацию на тему «Построение курса зоологии позвоночных в средней школе на основе дарвинизма».
Начиная с 1944 года научно-педагогическая деятельность В.Ф. Шалаева была связана с Академией педагогических наук РСФСР (а после реорганизации – СССР). Будучи сотрудником Института теории и истории педагогики и одновременно (по совместительству) директором Центральной станции юных натуралистов, Василий Феофилович много времени посвящал вопросам трудового воспитания и внеклассной натуралистической работе. С 1947 года до конца своих дней Василий Феофилович трудился в Институте общего и политехнического образования. Большое внимание в это время он уделял разработке общих вопросов преподавания биологии в свете задач политехнического обучения, а также проблемам преподавания зоологии.
В 1962 году В.Ф. Шалаев защитил докторскую диссертацию по теме «Связь теории с практикой при обучении биологии».
Василий Феофилович занимался проблемами методики преподавания естествознания, трудового воспитания, политехнического обучения, организации внеклассной и внешкольной натуралистической работы школьников. Наибольшую известность В.Ф. Шалаеву принес его учебник зоологии, написанный в соавторстве с Н.А. Рыковым, по которому велось преподавание зоологии с 1949 года. Для студентов педагогических (и учительских) институтов В.Ф. Шалаевым была написана «Методика преподавания естествознания».
