Родился 5 декабря 1924 г. в селе Иланском Енисейской губернии (ныне г. Иланский Красноярского края) в многодетной семье.
В 1948 г. Владимир Долгих окончил с красным дипломом Вечерний университет марксизма-ленинизма при Иркутском городском комитете ВКП(б). В 1949 г. с отличием окончил факультет цветных металлов Иркутского горно-металлургического института (филиал Ленинградского горного института, ныне Иркутский национальный исследовательский технический университет), получив диплом специалиста по аффинажу платиновых металлов.
Доктор технических наук.
В школе был секретарем комсомольской организации. В 1941 г., в начале Великой Отечественной войны, добровольцем ушел на фронт. Зачислен в 6-ю гвардейскую стрелковую дивизию, назначен политруком роты противотанковых ружей, воевал на Брянском фронте. В 1943 г. был тяжело ранен в боях под станцией Змиевка Орловской области, в 1944 г. - демобилизован из армии по состоянию здоровья.
С 1942 г. - член ВКП(б). Состоял в коммунистической партии вплоть до прекращения ее деятельности в 1991 г.
После окончания института по распределению был направлен на Красноярский аффинажный завод (ныне Красноярский завод цветных металлов). В 1949-1958 гг. работал начальником смены, технологом, начальником цеха и главным инженером завода.
С 1958 г. - главный инженер, в 1962-1969 гг. - директор Норильского горно-металлургического комбината им. А. П. Завенягина.
Депутат Верховного Совета СССР VII - XXI созывов (1966-1989).
В 1969 г. перешел на партийную работу. В 1969-1972 гг. - первый секретарь Красноярского крайкома Коммунистической партии Советского Союза (КПСС).
С 1971 по 1980 г. - член центрального комитета (ЦК) КПСС.
В 1972 г. Владимир Долгих был переведен на работу в Москву в аппарат ЦК КПСС. С 18 декабря 1972 по 30 сентября 1988 гг. занимал пост секретаря ЦК КПСС, одновременно в 1976-1984 гг. являлся заведующим отделом тяжелой промышленности и энергетики ЦК КПСС.
С 24 мая 1982 по 30 сентября 1988 г. - кандидат в члены политбюро ЦК КПСС. В 1986 г. входил в состав оперативной группы политбюро по координации спасательных работ на Чернобыльской АЭС.
С 30 сентября 1988 г. - персональный пенсионер союзного значения.
В 1988-1991 гг. - заместитель председателя Всесоюзного совета ветеранов войны, труда и Вооруженных сил СССР.
С 1998 г. Владимир Долгих был членом совета директоров "РАО "Норильский никель", в 1999-2008 гг. - членом совета директоров ОАО (с 2014 г. – публичное акционерное общество, ПАО) "ГМК "Норильский никель".
С 2002 г. занимал пост председателя московской городской организации Всероссийской общественной организации пенсионеров, ветеранов войны, труда, Вооруженных сил и правоохранительных органов (Московская городская общественная организация ветеранов). В 2005 г. по его предложению станция метро "Измайловский парк" была переименована в "Партизанскую".
С 2008 г. был председателем Общественного совета Москвы.
В 2011-2013 гг. - депутат Государственной думы РФ VI созыва. 4 декабря 2011 г. был избран по федеральному списку партии "Единая Россия". Являлся членом фракции "Единая Россия", входил в состав комитета Госдумы по труду, социальной политике и делам ветеранов, а также комитета по промышленности. 21 декабря 2012 г. как старейший по возрасту депутат открывал первое пленарное заседание нового созыва. Полномочия прекращены досрочно 8 октября 2013 г. в связи с переходом в Совет Федерации.
С 13 сентября 2013 г. по 26 сентября 2018 г. - член Совета Федерации РФ, представитель от исполнительного органа государственной власти Москвы. Входил в комитет Совфеда по экономической политике. Являлся старейшим членом верхней палаты парламента. В сентябре 2018 г. в Совете Федерации его сменил Владимир Кожин.
Был вице-президентом фонда содействия театру и телевидению им. Смоктуновского "Золотой пеликан".
Являлся почетным профессором Московской финансово-юридической академии.
8 октября 2020 г. на 96-м году жизни Владимир Долгих скончался в Москве.
5 декабря 2021 г. в подмосковном городском округе Истра был заложен лицей имени дважды Героя Социалистического Труда Владимира Долгих. Поздравительную телеграмму участникам церемонии направил президент РФ Владимир Путин.
Общая сумма декларированного годового дохода за 2016 г. составила 9 млн 108 тыс. руб., у супруги - 445 тыс. руб.
Общая сумма декларированного годового дохода за 2017 г. составила 8 млн 659 тыс. руб., супруги - 206 тыс. руб.
Владимир Долгих был дважды удостоен звания Героя Социалистического Труда (1965,1984), награжден шестью орденами Ленина (1961, 1965, 1971, 1972, 1974, 1984), двумя орденами Отечественной войны I степени (1965, 1985), орденами "За заслуги перед Отечеством" I, II и IV степеней (2014, 2020, 2009), Дружбы (2005), медалями СССР и России. Отмечен Почетной грамотой правительства РФ (1999), благодарностью правительства РФ (2016).
Имел звания почетного гражданина Красноярского края (2004), Норильска (2009) и Москвы (2010).
Именем Владимира Долгих назван областной технологический лицей в Истре Московской области (2023).
У Владимира Долгих остались дочери Елена (род. 1946), Ольга (род. 1951) и Наталья (род. 1955).