Русанов родился 3 ноября 1875 года в городе Орле в купеческой семье. Отец его умер, когда Русанов был еще ребенком. Перед смертью отец разорился, оставив вдову с сыном почти без всяких средств к существованию. Мать Русанова, несмотря на материальные затруднения, решила дать сыну хорошее образование и устроила его в лучшее в городе учебное заведение — классическую гимназию. Однако, к удивлению всех знакомых и родных, мальчика вскоре исключили за неуспеваемость. То же случилось и после его поступления в реальное училище.
Ни уговоры, ни наказания не помогали. Живой ум и непосредственность Русанова были не в ладах с сухими и догматическими методами преподавания казенной школы. Он увлекался чтением книг, описывающих приключения и путешествия, загородными прогулками, с которых возвращался с карманами, полными всевозможных камней. Это были его первые «геологические коллекции».
Двенадцати лет его, очевидно, не без помощи отчима, преподавателя Орловской семинарии, устроили в это учебное заведение. Успехи юного Русанова в духовной семинарии были также не блестящими, особенно ненавистны были подростку «богословские науки».
Неудовлетворенный учебой, Русанов сблизился с революционно настроенной молодежью. В 1894 году девятнадцатилетним юношей он вступил в подпольный кружок, который в 1896 году вошел в состав социал-демократического «Рабочего Союза». Вскоре юноша стал одним из самых активных подпольщиков.
Окончив весной 1897 года семинарию, Русанов поступил вольнослушателем на естественный факультет Киевского университета. Учеба его продолжалась недолго: замеченный в студенческих беспорядках, он был лишен права посещать лекции и выслан в Орел. С этого времени полиция не переставала преследовать Русанова. 4 сентября его арестовали по делу «Рабочего Союза».
Находясь в тюрьме, Русанов продолжал заниматься самообразованием. Среди книг, прочитанных им в этот период, одна пользовалась его особым вниманием. Это была книга Ф. Нансена «Среди льдов и во мраке полярной ночи». Видимо, уже в то время Русанова занимала мысль о полярных путешествиях. Освобожденный в феврале 1899 года под гласный надзор полиции, Русанов не прекращал революционной деятельности и подвергся новым репрессиям. В мае 1901 года на основании «высочайшего постановления» его высылают на два года в город Усть-Усольск Вологодской губернии. Незадолго до этого он женился на Марии Булатовой — девушке незаурядных способностей и редких душевных качеств; невзирая на противодействие родителей, Мария последовала за мужем в ссылку.
В Усть-Усольске Русанов поступил статистиком в земскую управу. Эта работа помимо средств к существованию позволила ему исследовать огромный и почти неизученный Печорский край. Во время летних поездок по статистическому обследованию Усть-Усольского уезда Русанов успевал не только выполнять свои служебные обязанности, но и проводить самые разнообразные наблюдения, послужившие ему впоследствии материалом для ряда научных работ.
По окончании срока ссылки Русанову не разрешили проживать ни в одном из крупных городов России, лишив его таким образом возможности закончить университет. Стремясь закончить свое образование, Русанов настойчиво хлопотал о разрешении выехать за границу. Осенью 1903 года вместе с женой он уехал в Париж, где поступил в Сорбоннский университет на естественное отделение.
Русанов много и упорно учился. Специализируясь по геологии, он отлично зарекомендовал себя при изучении потухших вулканов Франции и извержения Везувия в 1906 году. Блестящее окончание теоретического курса в 1907 году дало ему право на защиту докторской диссертации. Стремясь принести пользу своей родине, Русанов решил собрать материал для диссертации на Новой Земле, геология которой была почти не изучена, а полезные ископаемые не разведаны.
Весной 1907 года В. А. Русанов возвратился в Россию. На этот раз один — его верная спутница — жена умерла в 1905 году в Париже. Когда Русанов прибыл в Архангельск, он, к своему удивлению, встретил со стороны местных властей всяческое содействие в подготовке экспедиции на Новую Землю. Объяснялось это тем, что на Новой Земле безнаказанно хозяйничали норвежцы, и архангельский губернатор видел в экспедиции Русанова одну из мер, направленных против браконьерства.
В Архангельске к Русанову присоединился студент-зоолог Харьковского университета Л. А. Молчанов, с которым он в середине июля и прибыл на рейсовом пароходе «Королева Ольга Константиновна» к западному устью пролива Маточкин Шар. Отсюда в сопровождении проводника-ненца они на обычном ненецком карбасе совершили плавание по проливу до Карского моря и обратно.
В сентябре Русанов вернулся в Архангельск, а затем, побывав в родном Орле, снова выехал в Париж. Это путешествие окончательно определило направление его дальнейшей научной деятельности.