Родился 27 марта 1966 г. в Тамбове.
В 1990 г. окончил Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт (впоследствии присвоен статус академии, ныне - Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А. К. Кортунова, филиал Донского государственного аграрного университета) по специальности "экономика и организация водного хозяйства".
Является выпускником т. н. школы губернаторов. Программа подготовки кадрового управленческого резерва государственной службы была запущена в июне 2017 г. на базе Высшей школы государственного управления (ВШГУ) и подготовлена на основе программ Корпоративного университета Сбербанка, Московской школы управления "Сколково", РАНХиГС и Высшей школы экономики.
Доктор технических наук. В 2004 г. в Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете защитил диссертацию на тему "Бактерицидные технологии повышения экологической безопасности систем питьевого водоснабжения". Профессор.
В 1985-1987 гг. проходил срочную службу в рядах Советской армии.
С 1991 г. работал начальником производственно-технического отдела объединения "Карачаево-Черкесскводмелиорация", директором индивидуального частного предприятия "Фирма "Арго".
В 1993-1994 гг. являлся директором торгового товарищества с ограниченной ответственностью (ТОО) "Файндер холдинг центр".
В 1994-1996 гг. занимал должность финансового директора ТОО "Рест-маркет" (Москва).
В 1996-2001 гг. был заместителем генерального директора общества с ограниченной ответственностью "Космо-дизайн интернэшнл" (Москва).
Занимался преподавательской и научно-исследовательской деятельностью. В 2001 г. стал профессором кафедры управления социальными и экологическими системами Российской академии государственной службы при президенте РФ (ныне - Российская академия народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ, Москва).
В 2007-2009 гг. был референтом генерального директора Федерального государственного унитарного предприятия "Рособоронэкспорт" (до ноября 2007 г. предприятие возглавлял Сергей Чемезов, с ноября 2007 г. по декабрь 2016 г. - Анатолий Исайкин).
В 2009-2011 гг. являлся советником генерального директора Государственной корпорации "Ростехнологии" (ныне "Ростех") Сергея Чемезова.
Одновременно в 2008-2012 гг. входил в состав Общественной палаты РФ: в 2008-2010 гг. являлся заместителем председателя комиссии по экономическому развитию и поддержке предпринимательства, в 2010-2012 гг. - руководителем межкомиссионной рабочей группы по вопросам модернизации промышленности.
В 2010-2011 гг. являлся председателем общественного совета при Министерстве промышленности и торговли РФ, членом общественного совета при МВД РФ, а также Общественного совета при Федеральной службе по технологическому, экологическому и атомному надзору РФ.
4 декабря 2011 г. был избран депутатом Государственной думы РФ VI созыва в составе списка кандидатов от партии "Единая Россия" (баллотировался под четвертым номером в региональной группе №64, Самарская область). В Думе вошел в состав партийной фракции. Был членом комитета по промышленности, занимал должность заместителя председателя комитета. В 2012-2016 гг. - первый заместитель комитета по экономической политике, инновационному развитию и предпринимательству.
В 2012 г. был включен в состав Государственной комиссии по химическому разоружению и Комиссии при президенте РФ по вопросам развития авиации общего назначения (с 2016 г. - Комиссия при президенте РФ по вопросам развития авиации общего назначения и навигационно-информационных технологий на основе глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС).
В ноябре 2012 г. был одним из претендентов на пост президента Общероссийской общественной организации малого и среднего предпринимательства "Опора России". Однако главой организации на съезде 15 ноября был избран Александр Бречалов (с 2017 г. - глава Удмуртии).
18 сентября 2016 г. избран депутатом Госдумы РФ VII созыва в составе списка кандидатов от "Единой России" (четвертый номер в региональной группе №14, Оренбургская, Самарская и Ульяновская области). Стал членом фракции "Единой России", первым заместителем председателя комитета Госдумы по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству. Председатель комиссии ГД по правовому обеспечению развития организаций оборонно-промышленного комплекса РФ.
Первый вице-президент - исполнительный директор Общероссийского отраслевого объединения работодателей "Союз машиностроителей России", первый заместитель председателя Общероссийской общественной организации "Союз машиностроителей России" Сергея Чемезова.
19 сентября 2021 г. участвовал в выборах в Государственную думу РФ VIII созыва по списку партии "Единая Россия" (шел пятым номером в составе региональной группы №15, Самарская обл.). По итогам распределения мандатов место в Госдуме не получил, однако 4 октября 2021 г. ЦИК передал Владимиру Гутеневу вакантный депутатский мандат. Член фракции "Единая Россия". 12 октября 2021 г. избран председателем комитета Госдумы по промышленности и торговле.
Заместитель председателя Центральной ревизионной комиссии "Общероссийского народного фронта" (ОНФ), координатор центра общественного мониторинга ОНФ по проблемам экологии и защиты леса.
Президент некоммерческого партнерства "Ассоциация "Лига содействия оборонным предприятиям".
Председатель правления Общероссийского общественного движения "Экосфера".
Председатель попечительского совета Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М. И. Платова (Новочеркасск).
Главный редактор общественно-научного журнала "Экология урбанизированных территорий", заместитель главного редактора общественно-научного журнала "Проблемы региональной экологии", член попечительского совета независимого федерального политико-экономического издания "Регионы России: национальные приоритеты".
Являлся экспертом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования РФ (секция "Науки о Земле").
Награжден орденом Дружбы (2011), Почетной грамотой (2016) и благодарностью (2017) президента РФ. Имеет наградное огнестрельное оружие.
Лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники за 2003 г. за закрытую работу в интересах Министерства обороны РФ. Лауреат премий правительства РФ: в области образования за 2010 г. за создание цикла учебников и учебных программ; в области науки и техники за 2012 г. "за решение ряда значимых экологических задач с использованием космического мониторинга (спутниковой группировки ДЗЗ)".
Автор и соавтор более 315 научных и учебно-методических работ, в т. ч. 48 учебников и учебных пособий. Под его редакцией выпущены учебники "Общая экология" (2009), "Промышленная экология" (2013), "Военная экология" (2016) и др. Имеет 59 патентов на изобретения.