Resolvido com esta linha no meu Vagantfile, para v1.3.2 e posterior:
config.vm.synced_folder ".", "/vagrant", :mount_options => ["dmode=777","fmode=666"]
Sintaxe antes da versão 1.2:
config.vm.share_folder("v-root", "/vagrant", ".", :extra => 'dmode=770,fmode=770')
Créditos: link
Para o Vagrant 1.2, a sintaxe correta era:
config.vm.synced_folder ".", "/vagrant", :extra => "dmode=777,fmode=666"
Créditos: Aal
Para v1.3.2 e posteriores, o sinalizador 'extra' na pasta sincronizada foi alterado para 'mount_options'. As opções precisam estar em um array com cada opção como uma string separada (ao contrário de ambas as opções estarem em uma única string nas versões anteriores)