Родился 24 июня 1920 г. в Москве. С детства занимался спортом, был кандидатом в мастера спорта по борьбе.
В 1940 г. Владимир Харитонов был призван в Красную армию. Начал службу в Московском пехотном училище им. Верховного совета РСФСР (ныне Московское высшее общевойсковое командное училище). Участвовал в Великой Отечественной войне, служил водолазом на речном флоте, был ранен.
Во второй половине 1940-х гг. Владимир Харитонов учился в Московском государственном институте международных отношений, затем в Литературном институте им. М. Горького.
Его первой публикацией стало стихотворение "За Волгу", размещенное в 1942 г. в газете "Вечерняя Москва".
С 1950-х гг. Владимир Харитонов профессионально работал как поэт-песенник. В 1957 г. он был принят в Союз писателей СССР.
Сотрудничал с композиторами Анатолием Новиковым (песни "Вернись", "Фестивальная", "Марш коммунистических бригад", "Все так же вишня распускается", "Звездам навстречу"), Вано Мурадели ("Россия - Родина моя", "Песня борцов за мир"), Серафимом Туликовым ("Молодость наша", "Солнце над Родиной", "Вдохновение"), Владимиром Шаинским ("Не плачь, девчонка"), Александром Аверкиным ("Коммунист", "Мне березка дарила сережки") и др.
Широкую известность получили песни на стихи Владимира Харитонова, музыку к которым сочинил композитор Давид Тухманов: "Мой адрес - Советский Союз", "День Победы", "Как прекрасен этот мир", "Мы с тобою танцуем".
Поэтические произведения Владимира Харитонова изданы в сборниках: "Стихи и песни" (1956), "Россия - Родина моя" (1961), "Запомни все хорошее" (1963), "Глоток солнца" (1967), "День рождения" (1970), "Суровая доверчивая Русь" (1973), "Записка в патроне" (1976), "День Победы" (1982).
Владимир Харитонов скончался 14 августа 1981 г. в Москве на 62-м году жизни. Похоронен на столичном Кунцевском кладбище.
Заслуженный деятель искусств РСФСР (1972).
Был награжден орденами Отечественной войны I степени (1980) и Дружбы народов (1980), медалями "За оборону Сталинграда" (1945), "За отвагу" (1980) и др.
Был женат на Кларе Васильевне Паниной. Сын - Василий Харитонов (род. 1960, дипломат).