Считается одним из основателей казанской агрономической школы, подготовив целую плеяду учеников и последователей. Изучал биологию многолетних трав, доказал их немаловажную роль в повышении продуктивности растениеводства.

Родился селе Мари-Турек (Уржумский уезд) Вятской губернии (ныне — Мари-Турекский район Республики Марий Эл) в многодетной крестьянской семье. Его образование началось с Нартасской низшей сельскохозяйственной школы; далее Мосолов учился в Казанском сельскохозяйственном училище, закончил агрономический факультет Казанского политехнического института и Московскую сельскохозяйственную академию имени К. А. Тимирязева.

Свою научную карьеру Василий Петрович начал в сельскохозяйственной школе. Чтобы не обременять семью, первые годы учебы он работал на сельской мельнице и только на последнем курсе был принят на земскую стипендию. В годы Великой Отечественной войны работал в эвакуации в Омске, где занимался разработкой рациональных агротехнических приемов для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. В частности, в 1943 году его исследования по выращиванию картофеля были удостоены Сталинской премии. Всю премиальную сумму Мосолов передал в Фонд обороны.

Основные научные работы ученого посвящены вопросам травосеяния, агротехники полевых культур и земледелия. Занимался вопросами обработки почвы удобрениями, борьбы с сорняками, повышением урожайности и земледелия в зависимости от рельефа местности.

В 1939 году был избран действительным членом Академии наук СССР, став первым представителем марийского народа, удостоенным этого высокого звания. Активно занимался общественной деятельностью, был депутатом Верховного Совета СССР.

Мосолов оставил после себя богатое научное наследие. В его честь названы улицы в Йошкар-Оле и Казани, а также Марийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.