Родилась 28 апреля (11 мая) 1906 год в Севастополе в семье морского артиллерийского офицера, поляка Казимира Филипповича Кетлинского, с 1917 года контр-адмирала и Главного начальника Мурманского укрепленного района и Мурманского отряда судов (Главнамура), фактически коменданта Мурманска; в 1918 году он был убит неизвестными. Мать — Ольга Леонидовна Кетлинская (в девичестве Конкевич, 1879–1942), дочь морского офицера.

Трудовую деятельность начала с 13 лет на заводе, с 1920 года на комсомольской и партийной работе. С 1923 года жила в Ленинграде. С 1927 года работала в Госиздате. Член Коммунистической партии с 1927 года.

Первое литературное произведение — повесть «Натка Мичурина» (1929) — посвящено рабочей молодежи.

Публиковалась также под псевдонимом Петров В. (Тринадцать октябрей. — М., 1930; История одного лагеря. — М.; Л., 1931). Член ВКП(б) с 1927 года.

Евгений Шварц вспоминал о визите членов редколлегии журнала «Ёж» в школу в 1930 году:

Кетлинская разговаривала с педагогами и ребятами спокойно, вполне веря в значительность журнала «Еж», в комплексный метод как единственно правильный, обвиняя мягко, но спокойно и уверенно директора в том, что он недоучёл воспитательную роль пионерской организации. И при первом же знакомстве нельзя было не заметить одной особенности Веры Казимировны: она и в самом деле верила во всё это. Всем существом. Без всяких подмигиваний в сторону – дескать, мы сами понимаем, да приходится.

В 1936 исключена из Союза писателей СССР, в 1939 году восстановлена.

Идеологически выдержанные произведения о строителях нового коммунистического общества получили признание со стороны партийного руководства. В блокадном Ленинграде была на руководящих должностях идеологического фронта (с июня 1941 по июль 1942 — ответственный секретарь Ленинградского отделения СП СССР). Наиболее известные произведения: «Мужество» — о строителях Комсомольска-на-Амуре, «В осаде» (1947) — о блокадном Ленинграде. В дотелевизионный период её произведения легли в основу радиоспектаклей, регулярная трансляция которых осуществлялась на всю страну и оказывала идеологическое влияние на население страны.

В. К. Кетлинская умерла 23 апреля 1976 года. Похоронена на Комаровском кладбище в пригороде Санкт-Петербурга.