Родился 4 февраля 1899 года Саратове. Советский авиаконструктор и учёный в области самолётостроения, генерал-майор, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РСФСР. 

В 1926 году окончил Академию воздушного флота им. H. E. Жуковского, потом адъюнктуру, был оставлен на преподавательской работе. В 1937 назначен начальником кафедры Военно- воздушной инженерии академии им. H. E. Жуковского. 

Под руководством Болховитинова в 1934—1936 годах разрабатывался тяжёлый бомбардировщик ДБ-А. 

В ноябре 1936 лётчик Михаил Александрович Нюхтиков на этом самолёте установил
 2 международных рекорда. В 1937 году лётчики Георгий Филиппович Байдуков
и Николай Георгиевич Кастанаев на этом же самолёте установили 2 рекорда, пролетев с грузом 5000 кг на расстояния 1000 и 2000 км. 

До 1940 года ДБ-А выпускался мелкой серией и использовался в качестве транспортного самолёта. В 1939 под руководством Болховитинова построен оригинальный скоростной истребитель «С», у которого 2 двигателя, вращавших соосные винты, были установлены один за другим. На испытаниях самолёт показал скорость 570 км/ч. 

В начале 1940 года на нём был испытан прямоточный воздушно-реактивный мотор. Под руководством Болховитинова конструкторы Александр Яковлевич Березняк
и Алексей Михайлович Исаев в 1941—1942 годах разработали первый в СССР ракетный истребитель БИ-1 с жидкостно-реактивным двигателем. 

Первый полёт на нём 15 мая 1942 года выполнил лётчик Григорий Яковлевич Бахчиванджи, ознаменовав появление советской реактивной авиации. Болховитинов — автор ряда трудов по авиационной технике. Награждён двумя орденами Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденами Трудового Красного Знамени, Красной Звезды и медалями. 

Умер Виктор Фёдорович Болховитинов в 1970 году в Москве.