Принадлежал к дворянской семье, которая когда-то владела обширными землями на юге России. Однако его отец, Дмитрий Владимирович (1864—?), уже не имел состояния и служил таможенным чиновником. Детство будущего учёного прошло в постоянных переездах по местам службы отца.
После окончания университета в 1923 году поступил на работу в отдел античного искусства Государственного музея изобразительных искусств, одновременно был аспирантом РАНИОН. Он занимался расчисткой и атрибуцией античных ваз (кандидатская диссертация «Чернофигурные лекифы V в. до н.э. из эллинских городов Северного Причерноморья»). Позднее он вернулся к этой теме и написал книгу об античной керамике (1953). В конце 1920-х годов постепенно отходит от искусствоведения и посвящает себя античной археологии.
Свою карьеру археолога В. Д. Блаватский начал в 1920-е годы под руководством члена-корреспондента АН СССР Б. В. Фармаковского в Ольвийской экспедиции. Блаватский посвятил себя изучению античности Северного Причерноморья. Работал в ГАИМК, читал лекции для аспирантов при ГИМе (1933—1936) и Академии архитектуры (1935—1941), с 1939 года — доцент МГУ.
С 1944 по 1947 год В. Д. Блаватский заведовал отделом археологических экспедиций и раскопок ГМИИ им. А. С. Пушкина. В 1940-е годы создал и возглавил в Институте истории материальной культуры сектор античной археологии (позднее руководил и отделом полевых исследований Института археологии); под его руководством осуществлялись раскопки античных городов Харакса, (1931—1935), Фанагории, (1936—1940, совместно с А. П. Смирновым), Пантикапея, (1945—1958) и др., а также первые в СССР подводные археологические исследования Азовско-Черноморского региона (1957—1965). Он стал одним из первооткрывателей Боспора, дал всесторонний анализ античного города и античного хозяйства. Профессор Блаватский исследовал воздействие античного градостроительства и хозяйства (каменоломен, рудников, водопроводов, дорог, каналов, гаваней) на природный ландшафт, животный и растительный мир Северного Причерноморья.
Участник VII, VIII, IX и XI Международных конгрессов классической археологии (1958, 1963, 1969, 1978), XI и XIII Международных конгрессов исторических наук (1960, 1970), Международных конференций Eirene (1964, 1974, 1976), Конгресса классической филологии (Будапешт, 1965). С 1958 года — председатель Ассоциации антиковедов при Отделении истории АН СССР; член экспертной комиссии ВАК СССР и редколлегии журнала «Советская археология».
Руководитель Советско-Албанской археологической экспедиции (1958—1960). Член-корреспондент Венгерского общества классических древностей (1962) и Германского археологического института (1966), почётный член Археологического общества СФРЮ (1966), член Международного совета подводной археологии (1964) и Почётного международного комитета Общества мифраистических исследований (1975).
Блаватский В. Д. Архитектура Древнего Рима. — М.: Изд-во Всес. акад. архитектуры, 1938. — 124 с.
Архитектура античного мира. — М.: Изд-во Всес. акад. архитектуры, 1939. - 164 с. : ил., черт., карт., план. (Популярная библиотека по архитектуре).
Греческая скульптура: ГУУЗ Ком-та по делам искусств при СНК СССР допущено в качестве учеб. пособия к курсу истории антич. искусства для учащихся худож. учеб. заведений. - М.; Л.: Искусство, 1939. — 216 с., 11 вкл. л. ил. : ил. Переиздана — М., Б. С. Г.-Пресс, 2008. ISBN 978-5-93381-266-1
Земледелие в античных государствах Северного Причерноморья. — М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1953. — 208 с.: ил. (Причерноморье в античную эпоху / Акад. наук СССР. Ин-т истории и Ин-т истории материальной культуры ; Под. ред. проф. Дьякова; Вып. 5).
История античной расписной керамики. — М.: Издательство Московского университета, 1953. — 304 с. : ил., карт.
Очерки военного дела в античных государствах Северного Причерноморья. — М.: Акад. наук СССР, 1954. - 164 с., 1 л. ил. : ил., карт. (Причерноморье в античную эпоху / Акад. наук СССР. Ин-т истории и Ин-т истории материальной культуры ; Под ред. проф. В. Н. Дьякова; Вып. 7).
Античная археология Северного Причерноморья / Акад. наук СССР. Ин-т археологии. — М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1961. — 230 с., 10 л. ил. : ил., карт.
Шелов Д. Б. В. Д. Блаватский — исследователь античного мира // Культура античного мира [к 40-летию научной деятельности В. Д. Блаватского]. М.: Наука, 1966; библиография на с. 11—18;
