Родился 3 января 1961 г. в Москве в семье дипломата. Его отец - Олег Романович Потанин (1936-2010) - работал торговым представителем СССР в Новой Зеландии. Мать - Тамара Ананьевна - врач.
В 1983 г. Владимир Потанин окончил Московский государственный институт международных отношений Министерства иностранных дел СССР (ныне МГИМО МИД РФ) по специальности "экономист-международник".
В 1983-1990 гг. работал инженером во внешнеторговых фирмах "Удобрения" и "Руда", входивших в объединение "Союзхимэкспорт" Министерства внешней торговли СССР. Затем в 1990-1991 гг. являлся сотрудником Международного банка экономического сотрудничества (МБЭС), учредителями которого были страны Совета экономической взаимопомощи (СЭВ).
В 1991 г. Потанин основал и возглавил финансово-промышленную группу (ФПГ) "Интеррос". Параллельно "Интерросу" в 1992-1993 гг. был вице-президентом, президентом акционерного коммерческого банка "Международная финансовая компания". Руководителем банка был Михаил Прохоров.
С 1993 по 1996 г. Владимир Потанин являлся президентом ОНЭКСИМбанка.
С 14 августа 1996 г. по 17 марта 1997 г. - первый заместитель председателя правительства РФ Виктора Черномырдина. Курировал энергетическую политику и Федеральную энергетическую комиссию. Возглавлял около 20 федеральных, правительственных и межведомственных комиссий, в том числе правительственную комиссию по вопросам финансовой и денежно-кредитной политики, оперативную комиссию при правительстве РФ по совершенствованию системы платежей и расчетов, межведомственную комиссию РФ по сотрудничеству с международными финансово-экономическими организациями и G7 ("Группой семи"). Работая в правительстве России, являлся также управляющим от РФ в Международном банке реконструкции и развития и Многостороннем агентстве по гарантиям инвестиций.
В 1997 г. вернулся на пост президента ОНЭКСИМбанка (покинул его после присоединения кредитной организации к Росбанку в 2000 г.).
С мая 1998 г. - президент, председатель совета директоров ООО "Холдинговая компания "Интеррос", созданного на основе ФПГ "Интеррос", "Норильского никеля" и Сибирско-Дальневосточной нефтяной компании ("Сиданко").
С июля по декабрь 2008 г. - председатель совета директоров ОАО "Горно-металлургическая компания (ГМК) "Норильский никель".
В 2007-2008 гг. Потанин и Прохоров разделили совместный бизнес. В частности, "Интерросу" Потанина достался крупнейший пакет акций (на тот момент - 30,2%) в "Норникеле" и группа "Профмедиа" (в 2017 г. продал Александру Мамуту пакет группы "Рамблер", входившей в "Профмедиа").
С декабря 2012 г. по май 2015 г. - генеральный директор - председатель правления "Норникеля". С мая 2015 г. - президент - председатель правления ПАО "ГМК "Норильский никель".
Член бюро правления Российского союза промышленников и предпринимателей. Председатель Национального совета по корпоративному управлению, заместитель председателя наблюдательного совета Российского международного олимпийского университета. Председатель попечительского совета Государственного Эрмитажа, член попечительских советов Русского географического общества, МГИМО.
По данным СПАРК-Интерфакс является владельцем 100% акций "Интерроса" (в январе 2023 г. "Интеррос" сменил регистрацию с Кипра на Владивосток). Помимо 34,2% акций в "Норникеле" владеет также горнолыжным комплексом "Роза хутор" (Краснодарский край) и фармацевтической компанией "Петровакс".
В 1999 г. основал некоммерческую организацию - "Благотворительный фонд В. Потанина для реализации социально значимых долгосрочных проектов в области отечественного образования и культуры", его бюджет в 2019 г. составлял 1 млрд 12 млн руб.
С 2006 по 2014 г. был членом Общественной палаты РФ, возглавлял в ней комиссию по вопросам развития благотворительности, милосердия и волонтерства.
В 2013 г. объявил о намерении перечислить не менее половины своего состояния на благотворительность. В марте - апреле 2020 г. Владимир Потанин в пожертвовал почти 1,3 млрд руб. на мероприятия (из фонда или личных средств) для поддержки некоммерческих социальных организаций, а также благотворительных программ Русской православной церкви в условиях коронавируса.
С 1997 г. (с перерывом на 1999-2000 гг.) Владимир Потанин входит в список самых богатых бизнесменов мира по версии журнала Forbes. При первом попадании в рейтинг его состояние было оценено в 700 млн долларов США. Выше всего его капитал оценивался в 2008 г. - 19,3 млрд долларов. Однако уже в следующем году он оказался на 319-м месте из-за мирового финансового кризиса - его капитал сократился до 2,1 млрд долларов. В рейтинге, опубликованном 5 апреля 2022 г. Потанин занял 41-е место в мире и второе место в России с состоянием в 17,3 млрд долларов.
Награжден орденами "За заслуги перед Отечеством" IV (2007), III (2016) и II (2019) степеней и Александра Невского (2014). Отмечен Почетной грамотой (2010) и тремя благодарностями (1996, 2012, 2018) президента РФ. Офицер французского ордена Искусств и изящной словесности (2007). Отмечен церковными наградами РПЦ.
Свободно владеет английским и французским языками.
С 2014 г. женат вторым браком, супруга - Екатерина. От первого брака - два сына (Иван, род. 1989; Василий, род. 2000) и дочь (Анастасия, род. 1984). От второго - дочь Варвара. Первая супруга бизнесмена, Наталья, в судебном порядке добивалась раздела имущества, требуя половину акций ГМК "Норильский никель". В ноябре 2019 г. ее иск был отклонен Высоким судом Лондона.