Василий Иосифович Гурко родился 8 мая 1864 года в семье генерал-фельдмаршала И.В.Гурко. Начальное образование получил в классической гимназии, а затем продолжил обучение в Пажеском корпусе. Окончив корпус в 1885 году, Гурко был произведен в офицеры и направлен для прохождения службы в Гродненский гусарский полк.
В дальнейшем он поступает в Николаевскую академию Генерального штаба, которую оканчивает по первому разряду в 1892 году. Гурко служил при штабах Туркестанского, Виленского и Варшавского военных округов.
Василий Иосифович Гурко участвовал в англо-бурской войне 1899 - 1902 годов, был военным агентом при армии буров.
В декабре 1900 года Гурко работал делопроизводителем Канцелярии Военно-ученого комитета Генерального штаба. На следующий год он был отправлен в Берлин в качестве военного атташе.
Принимал участие в русско-японской войне 1904 - 1905 годов в качестве штаб-офицера для поручений при управлении начальника штаба Маньчжурской армии. В марте 1905 года Гурко был назначен командиром 2-й бригады Урало-Забайкальской сводной казачьей дивизии.
После окончания войны он принял командование над бригадой 4-й кавалерийской дивизии, и находился в этой должности до октября 1906 года.
С октября 1906 года по март 1911 года Гурко являлся председателем Военно-исторической комиссии по описанию русско-японской войны. И в декабре 1910 года он был произведен в генерал-лейтенанты.
В 1911 году Гурко получил под командование 1-ю кавалерийскую дивизию, которой и командовал в первые месяцы начавшейся в 1914 году мировой войны. Его дивизия вошла в состав 1-й армии под командованием генерала Ренненкампфа и действовала в Восточной Пруссии. За проявленные мужество и героизм во время проведения Восточно-Прусской операции Гурко был награжден орденом Св. Георгия 4-й степени.
В ноябре 1914 года он уже командовал 6-м армейским корпусом. Во время прорыва позиций 2-го армейского корпуса немецкими частями, Гурко своевременно поддержал активными действиями своего корпуса части 2-го корпуса, и сумел не только исправить положение, но и остановить наступление германских войск. В мае - июне 1915 года при проведении операций на Днестре войска 6-го корпуса под командованием Гурко нанесли поражение австро-венгерским войскам. В плен было взято свыше 13 тысяч солдат, 6 орудий и более 40 пулеметов. За успешное проведение операций Василий Иосифович Гурко был награжден орденом Св. Георгия 3-й степени.
В декабре 1915 года Гурко заменил генерала П.А.Плеве, переведенного на должность главнокомандующим армиями Северного фронта, на посту командующего 5-ой армии. В начале 1916 года Гурко был произведен в генералы от кавалерии, и в феврале окончательно принял командование над 5-й армией.
В начале 1916 года союзниками велась активная подготовка к общему наступлению, которое на февральской конференции в Шантильи было решено начать на французско-германском фронте 1 июля, а на русско-германском - 15 июня.
24 февраля в Ставке собрались главнокомандующие фронтами для выработки плана наступательной операции.
К этому времени германская армия начала атаку на Верден, и русское командование, несмотря на неблагоприятные условия, решило провести широкую наступательную операцию для отвлечения на себя немецких воинских частей с французско-германского фронта. Операцию было решено вести левым флангом Северного фронта и правым флангом Западного в районе Двинск - озеро Нарочь - озеро Вишневское. Начать наступление русские войска должны были не позже 18-20 марта. Вспомогательные удары планировалось провести силами 12-й армии Северного фронта в 40 километрах юго-восточнее Митавы, и войсками 10-й армии Западного фронта на Вильно. Успех наступления мог привести к отрезанию виленской группы противника от Ковно и от переправ через Неман.
16 марта Ставка отдала приказ о наступлении. Главный удар наносила 2-я армия Западного фронта. Ее войска должны были наступать в общем направлении на Вилькомир (75 километров севернее Вильно). Северный фронт наносил главный удар силами 5-й армии на Поневеж.
Атаки 5-й армии силами 13-го, 28-го и 27-го армейских корпусов от Якобштадта и на двинском направлениях успеха не имели. Армия потеряла около 38 тысяч человек, и 30 марта наступление было приказано остановить из-за наступившей распутицы.
Нарочская операция, предпринятая для оказания помощи французам и стоившая русским войскам больших жертв, сковала находившиеся здесь германские войска. Кроме того, как признавался Людендорф, положение 10-й немецкой армии с 18 по 21 марта было критическим. Германское командование в самый напряженный момент борьбы на западном фронте было вынуждено приостановить свои атаки на Верден и часть сил направить на Восточный фронт.
В августе 1916 года Василий Иосифович Гурко был назначен командующим Особой армией Юго-Западного фронта, только что закончившего наступление в ходе Брусиловского прорыва. В ее состав вошли войска Гвардии, 1-й и 30-й армейские корпуса и 5-й кавалерийский корпус. На армию Гурко Брусилов возложил нанесение главного удара на Ковель. Планировавшееся на конец сентября наступление было сорвано сильным ударом немецких частей, которые нанесли поражение 4-му Сибирскому армейскому корпусу под Синюхами. В начале октября войска Гурко вступили в бой вместе с 8-й армией. Сражение, получившее название 5-го Ковельского, продолжалось до 5 октября, и было остановлено из-за нехватки боеприпасов.
В ноябре 1916 - феврале 1917 года Гурко временно исполнял обязанности начальника штаба Верховного главнокомандующего во время болезни генерала М.В.Алексеева. В этот период он проявил твердость характера и сумел противостоять попыткам союзников, стремившихся ускорить наступление русских войск в кампании 1917 года. К февралю Гурко провел реорганизацию армии, сократив количество батальонов в полках с 4-х до 3-х, а из освободившихся батальонов сформировал дополнительные дивизии в составе корпусов. При планировании кампании 1917 года Гурко и Лукомский приняли решение о переносе стратегического направления на Румынский фронт и Балканы. Решение Гурко было поддержано только Брусиловым, остальные категорически высказались против этого плана. В феврале на свой пост начальника штаба Верховного главнокомандующего вернулся Алексеев, и Гурко так и не удалось настоять на принятии своего плана.
После Февральской революции с марта по май 1917 года Гурко командовал войсками Западного фронта, сменив генерала А.Е.Эверта. Он отказался принять присягу Временному правительству, и 4 марта 1917 года опубликовал письмо Николаю II, в котором выражал надежду на восстановление монархии.
После опубликования в приказе по армии и флоту Декларации прав военнослужащих, Гурко подает рапорт о том, что он «снимает с себя всякую ответственность за благополучное ведение дела». И 22 мая 1917 года за критику Временного правительства и монархические высказывания он был смещен с занимаемой должности с запрещением назначения на посты выше начальника дивизии.
В июле 1917 года Гурко был арестован и заключен в Петропавловскую крепость за переписку с Николаем II. Вскоре он был освобожден из-под стражи, и по решению правительства выслан за границу.
В эмиграции жил в Италии, активно участвовал в деятельности РОВСа. В дальнейшем занимал пост председателя Союза инвалидов.
Василий Иосифович Гурко скончался в Риме 2 февраля 1937 года.