Родился 14 октября 1975 г. в г. Георгиевске Ставропольского края.
В 1997 г. окончил Уфимский государственный нефтяной технический университет по специальности "химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов", в 2006 г. - Тюменский государственный нефтегазовый университет (ныне Тюменский индустриальный университет) по специальности "разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений".
В 1997-2001 гг. был начальником установки подготовки и перекачки нефти нефтегазодобывающего управления "Ватьеганнефть" предприятия "Когалымнефтегаз" (входило в структуру ООО "Лукойл - Западная Сибирь"; ХМАО).
С 2001 по 2002 г. занимал должность начальника цеха подготовки и перекачки нефти нефтегазодобывающего управления "Дружбанефть" компании "Когалымнефтегаз".
В 2002 г. работал заместителем главного инженера по подготовке и перекачке нефти - начальником отдела подготовки нефти нефтегазодобывающего управления "Повхнефть" предприятия "Когалымнефтегаз".
В 2002-2005 гг. - заместитель начальника отдела подготовки нефти, заместитель главного инженера по подготовке нефти - начальник отдела предприятия "Когалымнефтегаз".
С 2005 по 2007 г. занимал пост директора по маркетингу и стратегии, затем генерального директора ООО "Геойлбент" в ЯНАО.
В 2007-2009 гг. - директор технического департамента, заместитель генерального директора – главный инженер ОАО "Верхнечонскнефтегаз" (Иркутская область).
В 2009-2010 гг. был начальником территориального проекта по добыче газа, генеральным директором филиала "Муравленковскнефть" ОАО "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз" (ЯНАО).
14 марта 2010 г. 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, получила 26,99%. 21 апреля 2010 г. Владимиров досрочно сложил депутатские полномочия в связи с переходом на госслужбу.
С апреля 2010 г. - заместитель, с июня 2010 г. - первый заместитель губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа Дмитрия Кобылкина. Курировал вопросы экономического развития, использования природных ресурсов, работы топливно-энергетического комплекса региона.
27 сентября 2013 г. указом президента РФ Владимира Путина был назначен врио губернатора Ставропольского края. Сменил на этом посту Валерия Зеренкова.
14 сентября 2014 г. одержал победу на прямых 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 г. Владимир Владимиров вновь был избран руководителем Ставропольского края. За него проголосовали 79,64% избирателей (баллотировался от партии "Единая Россия"). Второе место на выборах занял кандидат от КПРФ Виктор Соболев (9,29%). 27 сентября того же года Владимир Владимиров официально вступил в должность губернатора региона.
8 сентября 2024 г. в третий раз победил на прямых выборах губернатора Ставропольского края с результатом 79,61% голосов (был выдвинут "Единой Россией"). Его ближайший соперник, первый вице-спикер краевого парламента Виктор Гончаров (КПРФ), получил 9,52%. 27 сентября того же года Владимир Владимиров принял присягу.
Входит в состав генерального совета "Единой России". Секретарь ставропольского регионального отделения партии (с 2019 г.).
Член президиума Государственного совета РФ. Руководитель комиссии Госсовета по направлению "Сельское хозяйство".
Награжден орденом Дружбы (2023). Имеет благодарности (2014, 2019, 2021, 2024) и Почетную грамоту (2016) правительства РФ.