В Красной Армии с августа 1937г.

В 1939г. принят в ряды ВКП(б), партбилет №3187237.

Окончил военное авиационное училище летнабов и штурманов (возможно, Харьковское).

С декабря 1940г. в составе 99 скоростного бомбардировочного авиаполка.

25 апреля 1941г. был назначен адъютантом эскадрильи.

Полк имел на вооружении самолеты СБ.

Боевую работу полк вел с 26 по 30 июня 1941г. в составе 23 смешанной авиадивизии. Части дивизии базировались юго-западнее Орши (Витебская обл.) на аэродромах Балбасово, Зубово, Пронцево. 

26 июня 1941г. полк получил приказ- четырьмя девятками с высоты 1000-1500 метров бомбардировать танковую колонну противника на дороге Володин- Першаи (Минская обл.). Старшими групп были назначены- командир полка подполковник Егоров Сергей Алексеевич, заместитель командира полка капитан Якобсон Александр Юрьевич,  командиры эскадрилий: капитан Махов Александр Владимирович и капитан Бауков (возможно, Бауков Николай Платонович). Первый вылет в период с 03-35 по 04-10, повторный вылет в 07-00.

В течение дня полк совершил 39 самолетовылетов. В воздушных боях сбиты 2 истребителя противника.

27 июня полк совершил 23 самолетовылета в районы Родошкевичи и Клинск. С задания не вернулся 1 самолет.

28 июня- 35 самолетовылетов. 2-я эскадрилья на маршруте к цели обнаружила аэродром противника и разбомбила его, уничтожив 10 самолетов на земле и 1 при взлете. Остальными вылетами экипажи уничтожали танковую колонну противника на шоссе Старая Дорога (Слуцк)- Бобруйск в районе аэродрома Горки (Гомельская обл.). С задания не вернулись 12 экипажей.

29 июня- 18 самолетовылетов на уничтожение переправы на Березине в районе Доманово. Наши бомбардировщики были атакованы 15 истребителями противника. С задания не вернулись 12 экипажей.

30 июня один самолет выполнял разведку в районе Минска. Зенитным огнем самолет был подбит, но сумел вернуться на свой аэродром.

Личный состав полка был выведен в тыл для переучивания на самолет Пе-2. Вероятно, переобучение проходило в Липецке на базе Липецких авиационных курсов усовершенствования командиров эскадрилий ВВС с 10 июля по 19 августа.

С 21 августа 1941г. полк входил в состав 1 резервной авиагруппы Юго-Западного фронта.

27 августа полк произвел 52 самолетовылета в район Новгород-Северский. С задания не вернулись 7 самолетов.

30 августа- 50 самолетовылетов в районы Пироговка, Шостка, Новгород-Северский, Мамекино, Бирин. С задания не вернулись 7 самолетов.

В ноябре полк участвовал в уничтожении танковой группировки Клейста в Ростовской области.

В декабре 1941г. вошел в состав 4 резервной авиагруппы.

В средине декабря перебазировался на аэродром Елец.

Участвовал в уничтожении войск противника, отступающего из-под Ельца, вел дальнюю разведку на Орловском направлении. 

В начале января перебазировался на аэродром Великая Михайловка (Курская обл.) Юго-Западного фронта.

Уничтожал войска противника в районах: Савинцы, Лихачево, Лески, Малиновка, Волобуево, Сажное, Рубежное, Верхний Салтов, Старый Салтов. Вел разведку в направлении Ворожба, Харьков.

К концу мая в составе полка оставалось 9 экипажей. Вели разведку в районах: Белгород, Сумы, Богодухов, Харьков, Полтава, Барвенково, Чугуев.

В июне 1942г. 4 резервная авиагруппа была преобразована в 270 бомбардировочную авиадивизию.

До конца июня дивизия действовала на Волчанско-Купянском направлении.

С июля уничтожала войска противника, продвигавшиеся на Сталинград.

22 августа 1942г. личный состав полка убыл в Казань для укомплектования.

Вадим Васильевич был назначен заместителем начальника штаба полка по оперативной части.

В сентябре 1942г. полк убыл в г.Чистополь. 05 ноября возвратился в Казань для получения новой материальной части.

08 ноября полк в составе 20 экипажей перелетел на аэродром Слободка, вошел в состав 223 бомбардировочной авиадивизии.

К декабрю 1942г. перебазировался на аэродром Алтухов.

С 13 декабря вел боевую работу по уничтожению окруженной под Сталинградом группировки Паулюса.

С начала февраля по 05 мая 1943г. полк боевой работы не вел.

Вошел в состав 301 бомбардировочной авиадивизии.

05 мая бомбардировал войска противника в районе Локоть.

17 июня 1943г. полк был преобразован в 96 гвардейский бомбардировочный авиаполк.

Участвовал в Курской битве и Севско-Гомельской операции.

К 21 октября 1943г. полк перебазировался на аэродром Санковичи (Белорусский, впоследствии, 1 Белорусский фронт). Поддерживал действия наших наземных частей в Речицком районе Гомельской области.

Приказом от 19 ноября 1943г. гвардии капитан Молотов был награжден орденом Красной Звезды.

В начале 1944г. полк наносил удары по войскам противника в районах Калинковичи, Мозырь, Рогачев, Жлобин.

Летом 1944г. полк участвовал в освобождении Белоруссии и Польши.

С августа 1944г. полк боевой работы не вел, находился в резерве на аэродроме Кобрин.

С января 1945г. полк участвовал в операциях по освобождению Польши, в феврале бомбардировал сооружения крепости «Цитадела» в Познани, уничтожал восточно-померанскую группировку противника.

Во второй половине апреля участвовал в Берлинской операции.

25 апреля полк четырьмя группами разрушал северную часть Потсдамского вокзала в г.Берлин.

Последний боевой вылет полк произвел 30 апреля 1945г. В период с 10-35 по 10-38 двумя группами по 9 и 8 Пе-2 с горизонтального полета бомбардировал окруженную группировку противника в лесу в 1км. юго-западнее г.Потсдам.

Приказом от 16 июня 1945г. гвардии майор Молотов был награжден орденом Отечественной войны II степени.

Награжден медалями «За оборону Сталинграда», «За освобождение Варшавы», «За взятие Берлина», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

Был направлен в Военную академию им.Фрунзе.

За долголетнюю и безупречную службу в 1947г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1953г.- орденом Красной Звезды, в 1956г.- орденом Красного Знамени.

Гвардии полковник Молотов был уволен в запас 07 декабря 1964г.