Учился в московском Заиконостасском духовном училище, затем в Московской духовной семинарии, после окончания трех классов которой был принят на историко-филологический факультет Московского университета (1887-1890). Ученик академика И.С. Тихонравова, слушал лекции Ф.Ф. Фортунатова, Ф.Е. Корша и других выдающихся русских филологов. В 1894 защитил магистерскую диссертацию "Александрия русских хронографов", в 1897 - докторскую диссертацию "Откровение Мефодия Патарского и апокрифические видения Даниила в византийской и славянских литературах". Приват-доцент Московского университета (1891-1897). Был профессором Новороссийского (Одесского) университета по кафедре новой русской литературы (1897-1907), председателем историческо-филологического общества при Новороссийском (Одесском) университете и его византийско-славянского отделения. С 1902 - член-корреспондент , с 1907 - действительный член Императорской академии наук (затем - Российской академии наук и Академии наук СССР). С 1907 переехал в Петербург для работы в Академии наук. После смерти А.А. Шахматова (1920) был избран председателем Отделения русского языка и словесности Академии наук и оставался на этом посту вплоть до закрытия отделения (1930).

Основные труды: Александрия русских хронографов. Исследование и текст // Чтения в Обществе истории и древностей российских при Московском университете. 1894. Кн. 1, кн. 2; Апокриф об Иосифе и Асенефе. - М., 1898: Апокрифическое изучение Никиты. - Одесса, 1899; Замечания о составе Толковой Палеи. - СПб., 1897-1898; Откровение Мефодия Патарского и апокрифические видения Даниила в византийской и славянорусской литературах. Исследование и тексты // Чтения в Обществе истории и древностей российских при Московском университете. 1897. Кн. 2, кн. 3, кн. 4; 1898. Кн. 1; К вопросу о славянорусских редакциях Первоевангелия Иакова. - Одесса, 1900; Письма и Дневник Александра Ивановича Тургенева геттингенского периода (1802—1804) и письма его к А.С. Кайсарову и братьям в Геттинген 1805-1811 гг. - СПб., 1911; Путешествие А.И. Тургенева и А.С. Кайсарова по славянским землям в 1804 г. - Пг., 1915; Книгы временьныя и образныя Георгия Мниха: Хроника Георгия Амартола в древнем славянорусском переводе. Текст, исследование и словарь. - Пг., 1920. Т. I. 1922; Т. 2: Греческий текст "Продолжения Амартола". - Л., 1930. Т. 3; Очерк истории древнерусской литературы домосковского периода. - Пг., 1922.

Лит.: Данилов В.В. Хронологический список трудов акад. Василия Михайловича Истрина // Труды Отдела древнерусской литературы. - 1956. Т. 12.