Родился 30 января (12 февраля) 1915 года в деревне Сотское (ныне Талдомский район Московской области) в семье скорняка.

Начал печататься в 1934 году. Дебютный рассказ «Пять лет жизни» напечатан в журнале «Смена». Почти сразу вслед за этим был репрессирован. Провёл два года в лагерях, был досрочно освобождён. Остался вольнонаёмным рабочим на Дальнем Востоке.

В 1939—1944 годах учился на заочном отделении Литературного института имени А. М. Горького. В 1948 году были опубликованы сборник рассказов «Золото», первый вариант романа «Далеко от Москвы» (в журнале «Дальний Восток»). Переработанный по предложению главного редактора журнала «Новый мир» К. М. Симонова, этот роман о строительстве на Дальнем Востоке нефтепровода в годы войны, когда немцы стояли под Москвой, был издан в Москве. Роман получил Сталинскую премию первой степени (1949), был экранизован (1950), в 1954 И. И. Дзержинский написал оперу на основе романа. Роман был переведён более чем на 20 языков.

Член СП СССР с 1947 года. С 1954 года и до смерти Ажаев входил в правление СП СССР. Был главным редактором журнала «Советская литература», издававшегося на иностранных языках.

В 1961 году опубликовал повесть «Предисловие к жизни», в духе первого романа. В опубликованном лишь в 1988 году романе «Вагон» (1966) Ажаев, исходя из личного опыта, с иной мерой честности рассказывает о судьбе незаконно осуждённого молодого политзаключённого.

Жена – И.Л. Любимова-Ажаева.

Умер Василий Николаевич Ажаев 27 апреля 1968 года в Москве. Похоронен на Новодевичьем кладбище (участок № 7).