Родился 6 января 1969 г. в гор. Палдиски (Эстонская ССР, ныне Эстония) в семье моряка-подводника.
В 1990 г. окончил Высшее военно-морское училище подводного плавания им. Ленинского комсомола (в 1998 г. объединено с Высшим военно-морским училищем им. М. В. Фрунзе в Санкт-Петербургский военно-морской институт), в 1996 г. - Высшие специальные офицерские классы ВМФ (Санкт-Петербург), в 2003 г. - Военно-морскую академию им. Н. Г. Кузнецова (также Санкт-Петербург). В 2019 г. стал выпускником Военной академии Генерального штаба ВС РФ (Москва).
После окончания училища служил в подводных силах Северного флота (СФ) ВМФ, где занимал, в частности, должности инженера группы штурманской боевой части, командира штурманской боевой части, командира атомной подлодки.
В 2003-2009 гг. находился в должности заместителя командира дивизии, а позже эскадры подводных лодок СФ.
В 2009-2010 гг. являлся начальником штаба Беломорской военно-морской базы СФ.
В 2010-2012 гг. занимал должность начальника управления боевой подготовки СФ.
В 2012-2017 гг. командовал Беломорской военно-морской базой СФ.
С июля 2019 г. по апрель 2021 г. являлся начальником штаба - первым заместителем командующего Балтийского флота.
С апрель по октябрь 2021 г. находился в должности начальника штаба - первого заместителя командующего СФ. 5 октября того же года был назначен заместителем начальника Генерального штаба ВС РФ.
28 апреля 2023 г. был представлен в качестве нового главнокомандующего Балтфлота. Сменил на этом посту адмирала Виктора Лиину, назначенного командующим Тихоокеанским флотом (ТОФ).
8 июля 2024 г. в Минобороны РФ сообщили ТАСС, что Владимир Воробьев был назначен заместителем главнокомандующего ВМФ России.
Вице-адмирал (2023).
Награжден орденом "За военные заслуги", медалями.