Родился 5 мая 1916 в селе Боголюбово ныне Кызылжарского района Северо-Казахстанской области в семье крестьянина. Учился в горном техникуме в городе Копейске Челябинской области. В Красной Армии с 1935 года. В 1939 окончил Сталинградскую военную авиационную школу летчиков.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941. Заместитель командира 482-го истребительного авиационного полка (322-я истребительная авиационная дивизия, 2-я воздушная армия, 1-й Украинский фронт) майор Королев за годы войны совершил 435 боевых вылетов, в 97 воздушных боях сбил лично 21 и в группе 10 самолетов противника. Звание Героя Советского Союза присвоено 27 июня 1945.
После войны до декабря 1947 года служил заместителем командиров истребительных авиаполков (в Центральной группе войск; Чехословакия и Венгрия). В 1948 году окончил Липецкие высшие офицерские лётно- тактические курсы усовершенствования ВВС.
В феврале-июле 1949 — заместитель командира, а с июля 1949 — командир 304-го истребительного авиационного полка (в Приморском военном округе).
В ноябре 1950 — сентябре 1951 находился в спецкомандировке в Китае в качестве командира 304-го истребительного авиационного полка. Лётчики полка осуществляли переучивание китайских лётчиков на истребители Ла-9 и прикрытие объектов Китая от налётов авиации противника во время войны в Корее.
С февраля 1952 года вновь находился в спецкомандировке в Китае (подробностей пока не установлено).
С октября 1954 — заместитель командира 17-й истребительной авиационной дивизии ПВО по лётной подготовке (город Ржев Тверской области). С мая 1957 года полковник В.И. Королёв — в запасе.
Жил в городе Смоленск. Умер 4 ноября 1957 года. Похоронен на кладбище «Клинок» в Смоленске.
Полковник (1954), военный лётчик 2-го класса (1950). Награждён орденом Ленина (27.06.1945), 3 орденами Красного Знамени (12.03.1942; 8.08.1943; 30.12.1956), 2 орденами Красной Звезды (6.11.1941; 15.11.1950), медалями, чехословацким орденом.
Его именем названа улица в селе Ильинка Казанского района Тюменской области.