Выдающийся советский ботаник. Родился в городе Лукоянове Нижегородской губернии, в семье учителя. Окончил естественно-историческое отделение физико-математического факультета Казанского (1894) и медицинский факультет Харьковского (1897) университетов. В 1900–1919 гг. ассистент ветеринарного института, а затем приват-доцент Харьковского университета. В 1916 г. в Петербургском университете защитил докторскую диссертацию на тему «Опыт исследования процесса видообразования в живой природе» и в 1917 г. стал деканом в Харьковском университете. С 1919 г. профессор кафедры ботаники Петровской (Тимирязевской) сельскохозяйственной академии; одновременно возглавил ботанический сад академии. С 1925 г. профессор кафедры методики сельскохозяйственной ботаники Высших педагогических курсов. В 1931 г. стал профессором агроботаники Московского зернового института, в котором работал до последних дней своей жизни.
В. И. Талиев — автор многих трудов по вопросам ботанической географии, эволюционной теории, биологии и морфологии растений, фитопатологии, прикладной ботаники. Особое внимание он уделял роли антропогенных факторов в изменении флоры и растительности, рассматривая, в частности, с этой точки зрения безлесие степей. Он был одним из первых пропагандистов идей охраны природы в России, создателем и бессменным руководителем Харьковского общества любителей природы — одного из самых активных и авторитетных природоохранных обществ Российской империи. Им были написаны учебники ботаники и определители растений Европейской части СССР. В числе его работ: «Строение и жизнь растения» (3-е изд. 1924), «Биология наших растений» (1925), «Общая диагностика заболеваний растений» (1930), «Определитель луговых и сорных растений» (1931), «Определитель высших растений Европейской части СССР» (9-е изд. 1941) и другие.