В.И.Амосов родился в Ленинграде 9 февраля 1962 года.
В 1979 году поступил в 1 Ленинградский медицинский институт имени академика И.П.Павлова и в 1985 году закончил его с отличием. С 1985 по 1989 год являлся клиническим ординатором, затем аспирантом, а с 1989 по 1997 год - ассистентом кафедры рентгенологии и радиологии СПбГМУ имени академика И.П.Павлова, в это же время с 1991 по 1997 год - заместитель декана лечебного факультета. С 1997 года и по настоящее время - заведующий кафедрой рентгенологии и радиологии университета.
В 1989 году защитил кандидатскую диссертацию, посвященную разработке методики комплексного рентгено-радиологического исследования легких.
В 1996 году защитил докторскую диссертацию «Рентгенорадиологическое и компьютерно-томографическое исследование в оценке дисфункций легких при хронических обструктивных заболеваниях» по специальностям: лучевая диагностика, лучевая терапия и пульмонология.
В 1997 году присвоена ученая степень доктора медицинских наук и в 1998 году – звание профессора.
Является автором более 250 научных работ, из них 6 монографий в области лучевой диагностики, лучевой терапии, пульмонологии, а также по проблемам Высшей Школы. Автор 4 изобретений, 2 новых медицинских технологий, целого ряда рационализаторских предложений, посвященных совершенствованию методов лучевой диагностики в пульмонологии.
Под его руководством выполнены 10 диссертаций (1 докторская).
Является заместителем главного редактора журнала «Лучевая диагностика и терапия», членом редакционной коллегии научно-практического журнала "Регионарное кровообращение и микроциркуляция".
Член правления Санкт-Петербургского Радиологического Общества.