Родился 18.11.1899 в селе Студенка ныне в черте города Липецк в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1934.

В Советской Армии с 1919. Участник Гражданской войны, бортмеханик, пилот.

Работал в ГВФ. В 1929 окончил военно-авиационную школу летчиков.

Первым открыл воздушную линию на остров Сахалин.

В 1934 участвовал в спасении челюскинцев.

Звание Героя Советского Союза присвоено 20.4.34.

В 1936-37 возглавлял полеты в Арктику, в том числе на Северный полюс, где совершил посадку, доставив туда полярную экспедицию (СП-1).

В годы Великой Отечественной войны командовал дальнебомбардировочной авиационной дивизией, лично участвовал в бомбардировках объектов в глубоком тылу фашистской Германии, а также Берлина.

С 1946 генерал-майор авиации Водопьянов — в отставке, занимался литературной деятельностью. Депутат Верховного Совета СССР 1-го созыва. Член Союза писателей СССР.

Награжден 4 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, орденом Отечественной войны 1 степени, медалями.

Умер 11.8.1980.

Похоронен в Москве.