В. С. Шефнер родился 30 декабря 1914 года (12 января 1915) в Петрограде в семье пехотного офицера. Является внуком Алексея Карловича Шефнера, капитан-лейтенанта, основателя порта Владивосток.
Почти всё детство и юность провёл в Петрограде-Ленинграде. Но в 1921 году семья уехала в Старую Руссу к месту службы отца. После смерти отца от чахотки Вадим Шефнер вместе с матерью-воспитательницей жил при детском доме в Старой Руссе, спустя некоторое время вернулся в Петроград. После школы окончил ФЗУ, в 1930-е годы был рабочим на различных ленинградских заводах.
В первые месяцы Великой Отечественной войны был рядовым в батальоне аэродромного обслуживания под Ленинградом, с 1942 года — фронтовой корреспондент газеты Ленинградского фронта «Знамя победы», закончил войну в звании старшего лейтенанта. Член ВКП(б) с 1945 года.
С определённой долей условности в его прозе можно выделить пласты детдомовских и военных рассказов, юмористической и философской фантастики. Многие критики отмечали, что невозможно провести границу между его фантастическим творчеством и творчеством, где фантастический компонент явно не выражен, а также называли его «фантастом в поэзии».
Писать стихи начал в детстве. В 1933 году опубликовал в журнале «Резец» первое стихотворение «Баллада о кочегаре). С 1938 года занимался в поэтическом семинаре-студии «Молодёжное объединение» при СП СССР (руководитель — А. И. Гитович, к работе в семинаре также приглашались Ю. Н. Тынянов, А. А. Ахматова, Н. А. Заболоцкий, М. М. Зощенко и др.), где близко сошёлся с поэтами В. А. Лифшицем и А. Т. Чивилихиным. В 1940 году издал первую книгу стихов «Светлый берег».
Вторая книга стихов («Защита») вышла в 1943 году в блокадном Ленинграде. В 1943—1945 годах создаёт своё наиболее крупное поэтическое произведение — поэму «Встреча в пригороде», в которой отражены события героической обороны Ленинграда (при жизни Шефнера поэма печаталась только в отрывках).
В послевоенные годы наряду с поэтическим творчеством также занимался стихотворным переводом — с китайского языка, с санскрита и пракритов и с языков союзных республик СССР (грузинского, белорусского, латышского и др.).Прозу публиковал в журналах («Литературный современник», «Звезда» и др.) с 1940 года. Первый сборник прозы («Облака над дорогой») издан в 1957 году. Наиболее значительным своим прозаическим произведение считал повесть «Сестра печали».
С 1960-х годов работал также в жанре фантастики, определяя свои фантастические произведения как «полувероятные истории» и «сказки для умных». В 1973—1975 годах создал повесть «Имя для птицы, или Чаепитие на жёлтой веранде» (с подзаголовком «Летопись впечатлений»), в которой положил начало ещё одному пласту своего творчества — мемуарной прозе.
В. С. Шефнер умер 5 января 2002 года в Санкт-Петербурге. Похоронен на Кузьмоловском кладбище (Всеволожский район Ленинградской области).