Родился 31 января 1905 года в городе Царицын, ныне Волгоград (Россия), в семье заводского слесаря. Русский. Окончил трехклассное приходское училище в 1917 году. Работал масленщиком Царицынского лесопильного завода.
В РККА с 1918 года.
Участвовал в гражданской войне, был красноармейцем в артиллерии и в команде конных разведчиков, в 1919 году принимал участие в обороне родного города от белогвардейцев.
После окончания войны, в 1922 году уволился из армии и снова работал на Царицынском лесопильном заводе, затем был секретарём волостного комсомольского комитета в станице Глазуновской.
В 1925 году снова стал служить в Красной Армии.
Окончил Ленинградскую военно-теоретическую школу лётчиков в 1925 году.
С 1925 года работал инструктором в школе лётчиков, затем был командиром звена, отряда, эскадрильи, помощником начальника отдела боевой подготовки ВВС Забайкальской группы войск Особой Краснознамённой Дальневосточной армии.
Окончил Борисоглебскую военную школу лётчиков в 1928 году.
Окончил Курсы усовершенствования начальствующего состава при Военно-воздушной академии имени Жуковского в 1933 году.
Окончил Высшую лётно-тактическую школу в Липецке в 1936 году.
Служил в должности командира авиаотряда 7-й Сталинградской военной школы пилотов.
Присвоено звание майора.
Участвовал в национально-революционной войне в Испании с 11 сентября 1936 года по март 1937 года в качестве командира звена в составе 1-й интернациональной бомбардировочной эскадрильи, командира 2-й эскадрильи, затем командира 3-й эскадрильи 12-й бомбардировочной группы.
Летал на самолетах Потез-54, Бреге-19, СБ.
Имел псевдоним «Пабло».
Совершил более 100 боевых вылетов.
После возвращения из Испании продолжал служить в Военно-воздушных силах.
С мая 1937 года командовал бомбардировочной авиационной бригадой, а с 26 ноября 1937 года — Авиационной армией особого назначения (с 21 мая 1938 года - 1-я Авиационная армия особого назначения).
4 июля 1937 года присвоено воинское звание «комбриг».
В 1937 году присвоено воинское звание «комдив».
7 октября 1938 года был назначен членом Военного совета при народном комиссаре обороны СССР.
28 июля 1939 года с аэродрома Калинин вылетел для проведения учебной бомбардировки. Во время полёта его самолет взорвался в воздухе - вероятно, произошла самопроизвольная детонация бомб.* Похоронен в колумбарии Новодевичьего кладбища в городе Москва (Россия).
За образцовое выполнение специальных заданий Правительства по укреплению оборонной мощи Советского Союза и проявленный при этом героизм, 27 июня 1937 года капитану Хользунову Виктору Степановичу было присвоено звание Героя Советского Союза.
Награждён орденом Ленина (27.06.1937), орденом Красного Знамени (02.01.1937).
Примечание:
* По другой версии, во время полета над Москвой у самолета загорелся мотор. Летчик решил увести его подальше от жилых кварталов и погиб при взрыве самолета.