Родился 15 июня 1909 года в посёлке Улень (ныне Ширинский район) в семье рабочего. Окончив семь классов, работал забойщиком на шахтах Черногорска и Анжерских угольных копей. В 1930 году был призван в ряды Красной Армии. Окончил школу младших авиационных специалистов, Ленинградскую военно-теоретическую школу лётчиков, Энгельсскую военно-авиационную школу пилотов.

    К началу Великой Отечественной войны Василий Гаврилович Тихонов ‒ командир эскадрильи 22-го бомбардировочного авиационного полка 81-й дальнебомбардировочной авиационной дивизии. С первых дней войны принимал участие в боевых действиях, участвовал в бомбардировке важных военных и промышленных объектов противника. В августе 1941 года капитан Тихонов совершил три успешных боевых вылета на Берлин, за что Указом Президиума Верховного Совета СССР от 16 сентября 1941 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с германским фашизмом и проявленные при этом отвагу и геройство Тихонову Василию Гавриловичу было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».

    С октября 1942 года ‒ командир 751-го дальнебомбардировочного авиационного полка, во главе его участвовал в битве за Москву. С мая 1943 года до конца войны ‒ командир 8-й гвардейской авиационной дивизии дальнего действия (в декабре 1944 переименована в 18-ю гвардейскую дивизию). Под его командованием дивизия выполнила свыше 6 000 боевых вылетов, нанесла большой урон врагу. Дивизия получила почётные наименования «Орловская» и «Будапештская», а Василий Гаврилович Тихонов за годы войны выполнил 21 боевой вылет (все ночью), вырос в звании от капитана до генерал-майора авиации. Принимал участие в боях под Москвой, Ленинградом, Севастополем, Сталинградом, Орлом, Курском, в Белоруссии, Прибалтике, Восточной Пруссии.

    Закончил войну в должности командира авиационной дивизии. Участвовал в Параде Победы в Москве 24 июня 1945 года.

    За мужество и героизм В. Г. Тихонов награждён 25 правительственными наградами.

    После войны Василий Гаврилович Тихонов продолжал службу в ВВС СССР. В 1952 году окончил Высшую военную академию имени К. Е. Ворошилова. С августа 1960 года генерал-майор авиации Тихонов начал службу в Ракетных войсках стратегического назначения, получив назначение на должность первого заместителя командующего ракетным объединением. С мая 1962 года он – начальник Харьковского высшего авиационно-инженерного военного училища, которое в сентябре того же года было переименовано в высшее командно-инженерное. В 1970 году генерал-лейтенант авиации В. Г. Тихонов уволен в запас.

    Проживал в Москве. Умер 6 сентября 1976 года в Москве. Похоронен по его завещанию в городе Абакане, на кладбище № 3 (Нижняя Согра).

    Могила и бюст Героя Советского Союза В. Г. Тихонова входят в перечень объектов культурного наследия Республики Хакасия. Соответствующее решение «О неотложных мерах по охране, реставрации и использованию памятников истории и культуры» принято 24 декабря 1986 года исполнительным комитетом Красноярского краевого совета народных депутатов.

    Имя Василия Гавриловича Тихонова высечено на стелах в Зале Славы Центрального музея Великой Отечественной войны 1941-1945 годов на Поклонной горе в городе Москве и Аллее героев в парке Победы в городе Абакане. В Хакасском национальном краеведческом музее имени Л. Р. Кызласова есть экспозиция, посвященная Василию Гавриловичу Тихонову, а также хранятся его личные вещи.

    7 сентября 1976 года решением исполкома Черногорского горсовета № 386 улице города Черногорска было присвоено имя генерала Василия Гавриловича Тихонова. На доме № 19 установлена мемориальная доска.

    Также в 1976 году Василий Гаврилович был одним из первых удостоен звания «Почетный гражданин города Черногорска».

    В 2014 году улице в жилом районе города Абакана «Арбан» присвоено имя генерала Тихонова.

    В 2021 г. Международному аэропорту Абакан присвоено имя Героя Советского Союза Василия Гавриловича Тихонова.

    В МБОУ «СОШ № 7» г. Абакана действует военно-патриотическое объединение им. генерала В. Г. Тихонова. Коллектив школы много лет шефствует над могилой Василия Гавриловича Тихонова.