Родился 25 июня 1975 г. в г. Туапсе (Краснодарский край). Отец - Борис Петрович, художник и скульптор. Мать - Ирина Федоровна, музыкант и преподаватель.
Владимир Крамник научился играть в шахматы в раннем детстве под руководством отца. В девять лет стал чемпионом СССР среди юниоров, спустя два года выполнил норму кандидата в мастера спорта.
В 11 лет Владимир Крамник получил приглашение в шахматную школу Михаила Ботвинника, где в то время преподавал Гарри Каспаров (в 2022 г. признан в РФ иноагентом, в 2024 г. внесен в РФ в реестр террористов и экстремистов). Вместе с семьей переехал в Москву. В 1991 г. в Гуарапуаве (Бразилия) шахматист стал чемпионом мира среди юношей до 18 лет, в том же году получил звание международного гроссмейстера.
Первого успеха на взрослом уровне Владимир Крамник добился в 1992 г. на шахматной Олимпиаде в Маниле (Филиппины). 16-летний шахматист, включенный в состав сборной России по инициативе Гарри Каспарова, набрал 8,5 очка в девяти партиях и помог команде выиграть турнир.
С 1993 г. участвовал в матчах претендентов на звание чемпиона мира по версиям Международной шахматной федерации (Federation Internationale des Echecs, FIDE; ФИДЕ) и Профессиональной шахматной ассоциации (ПША).
В 1995 г. Владимир Крамник был секундантом Гарри Каспарова во время его чемпионского матча против индийца Вишванатана Ананда. В 1996 г. впервые возглавил рейтинг ФИДЕ.
До 2000 г. Крамнику не удавалось выиграть право на участие в чемпионском матче, в разные годы он уступал Гате Камскому (США), Борису Гельфанду (до 1998 г. представлял Белоруссию, затем - Израиль), Алексею Широву (Испания). В 1999 г. потерпел поражение от англичанина Майкла Адамса в 1/4 финала чемпионата мира ФИДЕ по нокаут-системе.
В 2000 г. Каспаров, на тот момент действующий чемпион мира по шахматам по версии ПША, должен был проводить защиту титула, однако от матчей с россиянином отказались Широв и Ананд. В результате Каспаров предложил стать своим соперником Владимиру Крамнику, на что тот ответил согласием. Матч проходил в Лондоне (Великобритания) с 8 октября по 4 ноября 2000 г. Фаворитом считался Каспаров, однако его соперник выиграл вторую и десятую партии, остальные сведя вничью, и одержал досрочную победу в матче со счетом 8,5:6,5. Владимир Крамник стал 14-м чемпионом мира в истории шахмат.
В 2004 г. в Бриссаго (Швейцария) Крамник защитил титул в матче против венгра Петера Леко. В 2006 г. в Элисте состоялся объединительный матч версий ПША и ФИДЕ, соперником россиянина стал болгарский гроссмейстер Веселин Топалов. Крамник выиграл этот поединок и получил титул абсолютного чемпиона мира.
В 2007 г. ФИДЕ организовала турнир за звание чемпиона мира. Крамник разделил 2-3 места с Борисом Гельфандом и потерял титул. Новым чемпионом стал Вишванатан Ананд. В 2008 г. в Бонне (Германия) Ананд и Крамник провели чемпионский матч-реванш, в котором сильнее вновь оказался индиец.
После поражения в матче за звание чемпиона мира Крамник продолжал выступления в претендентских матчах и турнирах ФИДЕ. Лучший за последние годы результат он показал в 2013 г. на претендентском турнире в Лондоне, где разделил 1-2 места с норвежцем Магнусом Карлсеном. Первое место было присуждено Карлсену по дополнительным показателям.
Владимир Крамник - победитель ряда престижных международных соревнований. Наиболее успешно выступал на ежегодном турнире в Дортмунде (Германия), где в 1995-2011 гг. первенствовал десять раз. В 2013 г. в Тромсё (Норвегия) стал победителем Кубка мира по шахматам. В составе сборной России побеждал на шахматных Олимпиадах 1992, 1994 и 1996 гг. и командном чемпионате мира 2013 г.
Дважды проводил матчи с компьютерной программой Deep Fritz ("Дип Фриц"): в 2002 г. матч закончился ничьей, в 2006 г. - победой компьютера.
29 января 2019 г. Владимир Крамник объявил о завершении профессиональной карьеры. Несмотря на это, в августе выступил на турнире по блицу в Амстердаме (Нидерланды), а декабре стал бронзовым призером чемпионата мира по блицу в Москве.
В мае 2020 г. по инициативе Владимира Крамника состоялся благотворительный онлайн-турнир по шахматам "Сборная - России". В нем приняли участие ведущие отечественные гроссмейстеры, в т. ч. сам Крамник. Все заработанные средства были направлены на помощь в борьбе с пандемией коронавирусной инфекции.
С августа 2022 г. - член консультативного совета Международной шахматной федерации.
Заслуженный мастер спорта России (2000).
Награжден орденом Почета (2007).
Двукратный обладатель престижной награды "Шахматный Оскар" (2000, 2006).
В соавторстве с Яковом Дамским выпустил книгу "Прорыв" по теории шахмат (2000).
Женат на французской журналистке Мари-Ло Жермон. Дочь - Дарья (род. 2008), сын - Вадим (род. 2013).