Родился 14 октября 1975 года в городе Георгиевске Ставропольского края.
Детство провел в городе Буденновске, где окончил среднюю школу.
В 1997 году окончил Уфимский государственный нефтяной технический университет по специальности «химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».
в 2006 году окончил Тюменский государственный нефтегазовый университет по специальности «разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».
После окончания вуза работал в Ханты-Мансийском (ХМАО) и Ямало-Ненецком (ЯНАО) автономных округах, Иркутской области.
В 1997-2001 годы был начальником установки подготовки и перекачки нефти нефтегазодобывающего управления «Ватьеганнефть» предприятия «Когалымнефтегаз» (входит в структуру нефтяной компании «Лукойл»; ХМАО).
С 2001-го по 2002 год занимал должность начальника цеха подготовки и перекачки нефти нефтегазодобывающего управления «Дружбанефть» предприятия «Когалымнефтегаз».
В 2002 году работал заместителем главного инженера по подготовке и перекачке нефти – начальником отдела подготовки нефти нефтегазодобывающего управления «Повхнефть» предприятия «Когалымнефтегаз».
В 2002-2005 годы – заместитель начальника отдела подготовки нефти, заместитель главного инженера по подготовке нефти — начальник отдела предприятия «Когалымнефтегаз».
С 2005 года по 2007 год занимал пост директора по маркетингу и стратегии, а затем — генерального директора ООО «Геойлбент» в ЯНАО.
В 2007-2009 годы — директор технического департамента, заместитель генерального директора – главный инженер ОАО «Верхнечонскнефтегаз» (Иркутская область).
В 2009-2010 годы был начальником территориального проекта по добыче газа, генеральным директором филиала «Муравленковскнефть» ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» (ЯНАО).
14 марта 2010 года Владимир Владимиров был избран депутатом Законодательного собрания Ямало-Ненецкого автономного округа V созыва по Муравленковскому одномандатному округу №9 (баллотировался от партии «Единая Россия»). Набрал 54,48% голосов, его ближайший соперник, кандидат от КПРФ Алла Проценко, — 26,99%. 21 апреля 2010 года досрочно сложил депутатские полномочия в связи с переходом на госслужбу.
С апреля 2010 года — заместитель, с июня 2010 года — первый заместитель губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа Дмитрия Кобылкина. Курировал вопросы экономического развития, использования природных ресурсов, работы топливно-энергетического комплекса региона.
27 сентября 2013 года указом президента РФ Владимира Путина назначен временно исполняющим обязанности губернатора Ставропольского края после отставки прежнего главы региона Валерия Зеренкова.
14 сентября 2014 года одержал победу на выборах губернатора Ставропольского края, получив 84,22% голосов избирателей (был выдвинут «Единой Россией»). Его ближайший соперник, депутат Госдумы РФ от КПРФ Виктор Гончаров, набрал 6,1%. 27 сентября того же года состоялась инаугурация избранного губернатора.
8 сентября 2019 года, в единый день голосования, вновь избран губернатором Ставропольского края. За него проголосовали 79,64% избирателей (баллотировался от партии «Единая Россия»).
В сентябре 2024 года вновь избран главой Ставропольского края.