Родился 17 октября 1923 г. в деревне Пустобор (Касимовский уезд Московской губернии РСФСР, ныне территория Касимовского района Рязанской обл. РФ) в крестьянской семье. Детство провел в пос. Лашма близ г. Касимова.
В 1941 г. с отличием окончил среднюю школу в гор. Касимове, с августа того же года участвовал в Великой Отечественной войне в рядах Рабоче-крестьянской Красной армии (РККА). Был военным телеграфистом. В 1942-1945 гг. воевал на Волховском, Северо-Кавказском, Южном, 4-м и 1-м Украинском, 3-м Белорусском фронтах. Прошел вместе с РККА от Волхова до Берлина.
После демобилизации в 1946 г. поступил в Ленинградский военно-механический институт (ныне Балтийский государственный технический университет, Санкт-Петербург). Учебу совмещал с работой в институтской лаборатории. Преддипломную практику проходил в подмосковном Калининграде (ныне Королев) в Научно-исследовательском институте № 88 Минобороны СССР (НИИ-88, ныне Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, ЦНИИмаш). Окончил вуз в 1952 г. с дипломом инженера-механика.
В том же году был принят в особое конструкторское бюро №586 Южного машиностроительного завода (ОКБ-586, впоследствии – конструкторское бюро "Южное" Министерства общего машиностроения СССР) в г. Днепропетровске Украинской ССР. Завод, изначально строившийся как автотракторный, был переориентирован на разработку и выпуск ракетно-космической техники, в т. ч. баллистических ракет.
В 1952-1967 гг. Владимир Уткин работал в бюро конструктором, начальником отдела, затем возглавлял различные научно-исследовательские и проектно-конструкторские подразделения предприятия. С 1967 г. был заместителем главного конструктора и начальника КБ академика Михаила Янгеля.
После смерти Янгеля в 1971 г. Владимир Уткин занял пост начальника и главного конструктора КБ "Южное", а с 1979 г. был генеральным конструктором и начальником бюро.
За годы работы Владимира Уткина в КБ было создано и сдано на вооружение четыре стратегических ракетных комплекса и несколько ракет-носителей. В их числе стратегическая жидкостная ракета СС-18 "Воевода", твердотопливная ракета мобильного базирования СС-24, ракеты-носители "Циклон" , "Зенит" и др. Были также спроектированы и серийно выпускались разделяющиеся орбитальные головные части ракет, разработан минометный вид старта тяжелой ракеты из шахты. Решен комплекс научно-технический проблем в области обеспечения многолетнего непрерывного боевого дежурства жидкостных ракет в заправленном состоянии. Разработки КБ "Южное" обеспечили паритет советских ракетно-ядерных сил в противостоянии ядерному оружию США. Кроме того, под руководством Владимира Уткина КБ "Южное" занималось созданием различных искусственных спутников Земли оборонного и научного назначения. Всего на орбиты было выведено более 300 аппаратов семейства "Космос" днепропетровской разработки.
В 1990-2000 гг. Владимир Уткин жил и работал в России, где возглавлял ЦНИИмаш - головной институт Российского космического агентства (ныне госкорпорация "Роскосмос"). Инженер-конструктор и опытный управленец участвовал в перестройке ракетно-космической отрасли РФ, был привлечен к разработке Федеральной космической программы. Руководил научными исследованиями по различным разделам программы, конструкторскими работами по созданию экспериментальных аппаратов спецназначения и др.
Владимир Уткин скончался 15 февраля 2000 г. в Москве на 77-м году жизни. Похоронен на Троекуровском кладбище.
Дважды Герой Социалистического Труда (1969, 1976).
Был награжден шестью орденами Ленина (1961, 1966, 1969, 1973, 1976, 1983), орденами Отечественной войны I (1985) и II степеней (1940-е), орденом Трудового Красного Знамени (1959), двумя орденами Красной Звезды (1944, 1945), российскими орденами "За заслуги перед Отечеством" II (1998) и III степеней (1996), медалями.
Лауреат Ленинской (1964) и Государственной премий (1980) СССР.
Доктор технических наук (1967), профессор. В 1976 г. был избран действительным членом академии наук Украинской ССР (ныне Национальная академия наук Украины), в 1984 г. - действительным членом Академии наук СССР (ныне Российская академия наук, РАН).
Почетный гражданин Рязани (1987).
Автор более 200 научных трудов и изобретений.