Родился 5 сентября 1875 года в Павловске..

Обучался игре на фортепиано у матери, выпускницы Санкт-Петербургской консерватории. В 1898 году окончил естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета, тогда же сблизился с Н. А. Римским-Корсаковым и другими представителями Беляевского кружка. После университета В. Г. Каратыгин работал химиком и одновременно брал уроки теории музыки и композиции у композитора Николая Соколова.

Совместно с И. И. Крыжановским, В. Ф. Нувелем и А. П. Нуроком организовал в Санкт-Петербурге «Вечера современной музыки» (1901 — 1912 годы). С 1906 года выступал в качестве музыкального критика в газете «Товарищ», журналах «Золотое Руно» и «Весы», в 1907 — 1917 годах был музыкальным сотрудником газеты «Речь», одновременно выступал в журналах «Театр и искусство» (с 1909 года, под псевдонимом Черногорский), «Аполлон» (1909 — 1914 годы), «Музыкальный современник» (1915 — 1917 годы).

Как композитор В. Г. Каратыгин был связан с театром В. Ф. Комиссаржевской (музыка к спектаклям «Франческа да Римини» Г. Д’Аннунцио, 1908 год; «Чёрные маски» и «Анатэма» Л. Андреева, 1909 год; «Саломея» О. Уайльда, не поставлен) и другими драматическими театрами.

Автор камерно-вокальных и фортепианных сочинений. Среди крупных композиторских работ обработка народных песен для сценического представления «Обряд русской свадьбы» (1922 — 1923 годы, совместно с В. Н. Всеволодским-Гернгроссом).

С 1916 года преподавал в Петроградской консерватории. С 1919 года профессор и действительный член Института истории искусств в Петрограде. Был одним из организаторов и активных деятелей «Кружка друзей камерной музыки», член Художественного совета Петроградской филармонии, председатель редколлегии издательства «Тритон», выступал с лекциями перед массовой аудиторией.

Один из крупнейших представителей русской музыкально-критической мысли начала XX века, В. Г. Каратыгин отстаивал новые явления в музыке: пропагандировал творчество Александра Скрябина, особенно его поздний период; верно оценил новаторство С. С. Прокофьева, И. Ф. Стравинского и А. Шёнберга, основываясь на их ранних произведениях.

Творчество К. Дебюсси и М. Равеля считал революционным, отмечая при этом «ограниченность» музыкального импрессионизма в целом. Из композиторов прошлого особенное внимание уделял И.С. Баху. Значительны заслуги Каратыгина в изучении жизни и творчества М.П. Мусоргского, однако в целом В. Г. Каратыгину была свойственна характерная для модернизма недооценка музыки XIX века.

Технологический анализ музыки, основанный на строго научных предпосылках, Вячеслав Гаврилович отделял от эстетической оценки, которая, по его мнению, может быть только субъективной. Как исследователь-фольклорист записал несколько былинных напевов с голоса М. Д. Кривополеновой. Его «Учение об основных элементах музыки» (1925 год, не окончено) — широко задуманный опыт естественно-научной ревизии элементарной теории музыки.

Умер в Ленинграде 23 октября 1925 года.