Родился 28 июля 1922 г. в гор. Оренбурге. Детство и школьные годы провел с родителями в Ташкенте (Узбекская ССР, ныне Узбекистан).
После окончания средней школы в 1939 г. поступил в Ташкентское военное пехотное училище им. В. И Ленина (ныне Ташкентское высшее общевойсковое командное училище). Во время учебы увлекался боксом, также начал заниматься литературой. За три дня до выпуска, 4 февраля 1941 г., был арестован по доносу и приговорен Народным комиссариатом внутренних дел (НКВД) к расстрелу за "участие в заговоре против существующего строя" и "компрометацию вождя народов И. В. Сталина". Однако вскоре военный трибунал Среднеазиатского военного округа (ВО) пересмотрел обстоятельства дела и изменил приговор на лишение свободы сроком на пять лет.
До октября 1942 г. Владимир Карпов отбывал срок в Тавдинском исправительно-трудовом лагере (Свердловская обл.). Затем был направлен в штрафную роту на Калининский фронт Великой Отечественной войны. Участвовал в наступательной операции советских войск "Марс" в районе Ржева. В январе 1943 г. отличился в бою с разведгруппой противника и был переведен в разведвзвод 629-го стрелкового полка 134-й стрелковой дивизии 39-й армии. В феврале 1943 г. за отличную службу с Владимира Карпова была снята судимость. К концу лета на его счету было 40 захваченных пленных, обладавших ценной информацией. В период Смоленской наступательной операции он совершил более 30 выходов во главе разведгруппы в немецкий тыл. В ходе подготовки операции по освобождению Белоруссии по заданию командования фронта предпринял вылазку в оккупированный германскими войсками г. Витебск (Белорусская ССР, ныне Белоруссия) и доставил в штаб фронта важные фотопленки со снимками вражеской обороны. Трижды был ранен.
После последнего ранения в 1944 г. был направлен на учебу в Высшую разведывательную школу (ныне Академия внешней разведки).
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 июня 1944 г. лейтенанту Владимиру Карпову было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" ("за отличное выполнение заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство").
Владимир Карпов участвовал в Параде Победы 24 июня 1945 г. в Москве, был знаменосцем в колонне разведчиков. В том же году опубликовал свои первые литературные произведения.
После войны Владимир Карпов окончил Высшую разведывательную школу, затем работал в Главном разведывательном управлении Генерального штаба Вооруженных сил СССР.
В 1954 г. окончил вечернее отделение Литературного института им. А. М. Горького (Москва).
В 1954-1965 гг. служил в мотострелковых частях Туркестанского военного округа. Последовательно занимал должности командира полка, заместителя командира дивизии, заместителя начальника Ташкентского военного общевойскового командного училища им. В. И. Ленина
В 1962 г. стал членом Союза писателей СССР.
В 1966 г. уволился в отставку с военной службы и вернулся в Ташкент.
Работал заместителем главного редактора Государственного комитета печати Узбекской ССР.
В 1973-1975 гг. являлся первым заместителем главного редактора журнала "Октябрь" (Москва).
В 1979 г. стал первым заместителем главного редактора журнала "Новый мир", а в 1981-1986 гг. занимал пост главного редактора этого издания.
В 1986-1991 г. являлся первым секретарем правления Союза писателей СССР.
В 1984-1989 гг. избирался депутатом Верховного Совета СССР XI созыва. Был кандидатом в члены ЦК КПСС.
Владимир Карпов - автор многочисленных литературных произведений о Великой Отечественной войне, советских и российских военачальниках. Это сборники рассказов и повестей "Двадцать четыре часа из жизни разведчика" (1960), "Полковые маяки" (1962), "Командиры седеют рано" (1965), "Жили-были разведчики" (1970), "Солдатская красота" (1973); романы "Вечный бой" (1967), "Маршальский жезл" (1970), "Взять живым!" (1975) "Не мечом единым" (1979), трилогии "Маршал Жуков. Его соратники и противники в дни войны и мира" (1989-1999), "Гибель и воскрешение разведчика" (2010); биографические книги "Расстрелянные маршалы" (1999), "Генералиссимус" (2002), "Генерал армии Хрулёв: все для Победы. Великий интендант" (2004), "Генерал армии Черняховский" (2006), "Маршал Баграмян. Мы много пережили в тиши после войны" (2006), автобиография "Большая жизнь" (2009) и др.
Владимир Карпов скончался 18 января 2010 г. в Москве. Похоронен на Троекуровском кладбище.
Полковник (1945).
Был награжден двумя орденами Ленина (1944), двумя орденами Красной Звезды (1943, 1956), орденом Красного Знамени (1944), орденом Октябрьской Революции (1984), орденом Отечественной войны I степени (1985), орденом Трудового Красного Знамени, российским орденом "За заслуги перед Отечеством" VI степени, медалями.
Лауреат Государственной премии СССР (1986), Государственной премии Узбекской ССР (1970), премии Министерства обороны СССР (1977), премии им. А. А. Фадеева (1975), премии им. В. С. Пикуля (2005), премии им. Александра Невского (2007).
Почетный гражданин городов Ташкент и Смоленск (2004). Доктор литературы Университета Стратклайда (Глазго, Великобритания), почетный академик Академии военных наук РФ.
В Москве на доме №26 по Кутузовскому проспекту, где жил писатель, размещена мемориальная доска.