Окончил Тульскую духовную семинарию (1844), Московскую духовную академию (1848). Магистр богословия (1850; тема диссертации: «Святой Димитрий, митрополит Ростовский»). Доктор богословия (1894; «за заслуги по истолкованию, раскрытий истин Православия, изъяснению богослужения и молитв и обличению раскольников»). Почётный член Московской духовной академии и Московского общества любителей духовного просвещения (1884, к 25-летию издания журнала «Душеполезное чтение»). Почётный член Казанской духовной академии (1895).

С 1848 года – преподаватель логики, психологии, патристики и латинского языка Тульской духовной семинарии.

С 1849 года – преподаватель церковной и библейской истории, церковной археологии и церковного законоведения Вифанской духовной семинарии.

С 1852 года – преподаватель Священного Писания и греческого языка Московской духовной семинарии.

С 8 декабря 1853 года – иерей (с сохранением за ним должности преподавателя).

С 1855 года – священник московской церкви святителя Николая в Толмачах.

С 1874 – протоиерей.

8 июня 1889 был пострижен в монашество.

С 11 июня 1889 – архимандрит.

С 30 июля 1889 – епископ Дмитровский, викарий Московской епархии.

С 14 декабря 1891 – епископ Костромской и Галичский.

В 1859 году вместе с московскими священниками Алексеем Ключаревым (впоследствии архиепископом Амвросием) и Василием Лебедевым основал духовно-назидательный журнал «Душеполезное чтение». После того, как Лебедев в 1863 г. скончался, а Ключарев в 1866 г. покинул редакцию, о. Василий Нечаев стал единоличным редактором журнала. Всего работал в «Душеполезном чтении» около 30 лет, считал главной задачей журнала «служить духовно-нравственному наставлению христиан, удовлетворять потребности общеназидательного и общенародного духовного чтения».

Митрополит Мануил (Лемешевский) дал ему следующую характеристику: «Любимый добрый пастырь, трудолюбивый проповедник Слова Божия, выдающийся деятель на духовно-литературном поприще. Был чрезвычайно трудолюбив и энергичен. Тщательно возгревал в себе энергию и не показывал упадка сил. Вставая рано, до заутрени, ежедневно приходил к богослужению в храм. Служил круглый год не только в праздники, но и в будни».

Автор многочисленных работ, многие из которых были опубликованы в журнале «Душеполезное чтение». Экзегет. К числу его основных трудов принадлежат толкования на паремии – места из Библии, которые предлагаются Церковью во время богослужебных чтений. Экзегетические труды владыки Виссариона носили церковно-учительный характер и были адресованы широкому кругу верующих, стремившихся к пониманию не только смысла, но и духовного содержания текстов, читаемых в ходе богослужений.