Родился 17 сентября 1939 г. в Баку (Азербайджанская ССР, ныне Азербайджанская Республика). Его отец, Валентин Михайлович Меньшов (1912-1974), был моряком, работал в Народном комиссариате внутренних дел (НКВД), был кавалером ордена Красной Звезды. Мать, Антонина Александровна Дубовская (1905-1964), была домохозяйкой. Из-за работы отца семья сначала жила в Баку, потом в Архангельске и Астрахани.
В 1957 г., окончив школу с серебряной медалью, Владимир Меньшов пытался поступить в Москве во Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК; ныне Всероссийский государственный институт кинематографии им. С. А. Герасимова), но не прошел по конкурсу. После этого работал токарем на заводе имени К. Маркса в Астрахани, был шахтером в Воркуте, матросом в Баку.
В 1958 г. принят во вспомогательный состав Астраханского драматического театра.
В 1965 г. Владимир Меньшов окончил Школу-студию им. Вл. И. Немировича-Данченко при Московском художественном академическом театре СССР им. М. Горького (ныне Школа-студия, институт, им. Вл. И. Немировича-Данченко при Московском художественном театре им. А. П. Чехова), в 1970 г. - аспирантуру при кафедре режиссуры во ВГИКе (мастерская народного артиста СССР Михаила Ромма).
После окончания Школы-студии МХАТ в течение двух лет работал в Ставропольском краевом драматическом театре им. М. Ю. Лермонтова.
С 1970 по 1976 г. Владимир Меньшов работал по договорам на киностудиях "Мосфильм", "Ленфильм" и на Одесской киностудии. Снял короткометражную учебную работу "К вопросу о диалектике восприятия искусства, или Утраченные грезы", сделал инсценировку романа Мариэтты Шагинян "Месс-Менд", которая была поставлена в Ленинградском театре юного зрителя.
В 1970 г. Владимир Меньшов снялся в главной роли в дипломной работе своего однокурсника Александра Павловского "Счастливый Кукушкин", был соавтором сценария. Фильм получил приз на киевском кинофестивале "Молодость-71". В следующем году режиссер Алексей Сахаров пригласил его на главную роль в картине "Человек на своем месте", за которую артист был удостоен первой премии на VI Всесоюзном кинофестивале в г. Алма-Ате (номинация "Призы за актерскую работу").
Владимир Меньшов исполнил более 100 ролей в фильмах разного жанра. Среди них: маршал Конев в картине украинского кинорежиссера Тимофея Левчука "Если враг не сдается" (1982), Олег Николаевич в социальной драме Карена Шахназарова "Курьер" (1986), Паша Голиков в комедии Геральда Бежанова "Где находится нофелет?" (1987), Меншиков в исторической драме Виталия Мельникова "Царевич Алексей" (1996), Гесер в фильмах-фэнтези Тимура Бекмамбетова "Ночной дозор" (2004) и "Дневной дозор" (2006), Эдуард Балашов в фильме Николая Лебедева "Легенда №17" (2013), генерал Калязин в сериале "Диверсант" (2004, режиссер Андрей Малюков) и маршал Жуков в "Ликвидации" (2007, Игорь Зайцев). Последняя роль в кино - Антон Иванович в драме Владимира Потапова "Крик тишины" по повести Тамары Цинберг "Седьмая симфония" (2019).
В 1977 г. в кинопрокат вышел музыкальный фильм "Розыгрыш" (сценарий Семена Лунгина), ставший режиссерским дебютом Меньшова. В 1978 г. он приступил к съемкам мелодрамы "Москва слезам не верит" по сценарию Валентина Черных. Картина вышла в широкий прокат в феврале 1980 г. По итогам опроса журнала "Советский экран" "Москва слезам не верит" была названа лучшим фильмом года. В марте 1981 г. картина получила премию "Оскар" Американской киноакадемии в номинации "Лучший фильм на иностранном языке".
В 1984 г. Владимир Меньшов снял картину "Любовь и голуби" по пьесе Владимира Гуркина. В следующем году на фестивале комедийных фильмов в г. Торремолинас (Испания) фильм получил главный приз - "Золотую ладью".
Среди других работ режиссера - комедия "Ширли-мырли" (1995) и мелодрама "Зависть богов" (2000).
Владимир Меньшов также был автором сценариев к ряду фильмов, принимал участие в продюсировании нескольких кинокартин.
В 2004 г. был ведущим реалити-шоу Первого канала "Последний герой - 5".
Преподавал во ВГИКе и на Высших курсах сценаристов и режиссеров.
Владимир Меньшов являлся соучредителем и генеральным директором ООО "Киностудия "Жанр", членом правления "Мосфильма".
Был членом Союза кинематографистов России, Национальной академии кинематографических искусств и наук России, Российской академии кинематографических искусств. Возглавлял Российский оскаровский комитет.
5 июля 2021 г. Владимир Меньшов скончался в Москве на 82-м году жизни от последствий коронавирусной инфекции. Похоронен на столичном Новодевичьем кладбище.
Заслуженный деятель искусств РСФСР (1984). Народный артист РСФСР (1989).
Был награжден орденами "За заслуги перед Отечеством" II, III и IV степеней (2017, 2010, 1999).
Лауреат Государственной премии РСФСР им. Н. К. Крупской (1978, за фильм "Розыгрыш") и Государственной премии СССР в области литературы, искусства и архитектуры (1981, за фильм "Москва слезам не верит").
Почетный гражданин Астрахани (2007).
Обладатель кинопремии "Золотой орел" в номинации "Лучшая мужская роль второго плана" (2014, Эдуард Балашов в "Легенде №17").
Был женат на народной артистке РФ Вере Алентовой (род. 1942). Дочь - телеведущая и актриса Юлия Меньшова (род. 1969).