Родился 30 июня 1948 г. в г. Меленки Владимирской области. Отец - летчик пограничных войск, мать - бухгалтер. Детство провел в Пярну (Эстония), где служил его отец. В 1964 г. семья переехала в г. Ленинград (ныне - Санкт-Петербург).
В 1972 г. окончил Ленинградский механический институт по специальности "производство летательных аппаратов".
Доктор политических наук. В 2007 г. в Московском государственном университете (МГУ) им. М.В. Ломоносова защитил диссертацию на тему "Процессы и механизмы формирования государственной политики в современном российском обществе".
После окончания вуза работал младшим научным сотрудником Государственного института прикладной химии.
В 1975-1977 гг. служил в Вооруженных силах СССР.
В 1977-1982 гг. работал инженером, старшим инженером управления Государственного комитета Совета Министров СССР по внешнеэкономическим связям. Вместе с ним в комитете работал будущий председатель правительства РФ Михаил Фрадков.
С 1982 г. по 1985 г. - начальник иностранного отдела Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Академии наук СССР.
В 1985-1991 гг. - второй, первый секретарь постоянного представительства СССР при ООН, работал в Комитете по мирному использованию космического пространства (Вена, Австрия).
В 1990-х гг. на базе бывшего Ленинградского дома политпросвещения основал акционерное общество закрытого типа (АОЗТ) "Международный центр делового сотрудничества", занял должность председателя совета директоров центра. Компания, специализировавшаяся на привлечении иностранных инвестиций, сотрудничала с мэрией Санкт-Петербурга (мэр - Анатолий Собчак) и городским Комитетом по внешним связям (председатель - Владимир Путин).
В те же годы Владимир Якунин входил в состав совета директоров банка "Россия", а также в советы директоров Балтийского морского пароходства и отеля "Европа" (по поручению администрации Санкт-Петербурга).
С 1997 г. по 2000 г. - начальник Северо-Западной окружной инспекции Главного контрольного управления президента РФ, которое возглавлял Владимир Путин.
С октября 2000 г. по февраль 2002 г. - заместитель министра транспорта РФ Сергея Франка (курировал развитие торгового флота и деятельность морских портов).
В апреле 2001 г. был избран председателем совета директоров ОАО "Новороссийское морское пароходство", в январе 2002 г. - председателем совета директоров ОАО "Восточный порт" (г. Находка, Приморский край).
С февраля 2002 г. - первый заместитель министра путей сообщения РФ Геннадия Фадеева.
В 2003 г. после реорганизации Министерства путей сообщения был назначен первым вице-президентом ОАО "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД"; первый президент - Геннадий Фадеев). На этом посту Якунин курировал финансово-экономический блок.
14 июня 2005 г. распоряжением председателя правительства РФ Михаила Фрадкова назначен президентом ОАО "РЖД" (вновь назначен в 2008 г., 2011 г. и в августе 2014 г.). 20 августа 2015 г. распоряжением премьер-министра Дмитрия Медведева был отправлен в отставку в связи с переходом на другую работу. На его место был назначен Олег Белозеров.
17 августа 2015 г. стало известно, что кандидат в губернаторы Калининградской области Цуканов предложил кандидатуру Якунина в члены Совета Федерации и получил его согласие на это. После победы Цуканова на выборах, состоявшихся 13 сентября 2015 г., Якунин попросил не назначать его в сенаторы и заявил, что планирует заняться общественной и научной деятельностью.
С 2006 г. является научным руководителем и председателем попечительского совета Центра изучения кризисного общества.
С 2010 г. - заведующий кафедрой государственной политики факультета политологии МГУ им. М. В. Ломоносова.
С 2012 г. занимает пост председателя Международного союза железных дорог.
Владимир Якунин является председателем попечительских советов Центра национальной славы, Фонда Андрея Первозванного и благотворительного фонда социальной помощи детям "Расправь крылья!". Основатель фонда "Мировой общественный форум "Диалог цивилизаций", член президиума совета Российского общества политологов.
Чрезвычайный и полномочный посол (2014).
Награжден орденами Почета (2006), "За заслуги перед Отечеством" IV степени (2008), Дружбы (2013), медалями Столыпина I степени (2015), "За боевые заслуги", "За развитие железных дорог" и др. За большой вклад в подготовку и проведение XXII Олимпийских зимних игр и XI Паралимпийских зимних игр 2014 года в г. Сочи награжден орденом Александра Невского (2014).
Имеет ряд иностранных государственных наград, среди которых высший знак отличия Франции Орден Почетного Легиона, ордена "За заслуги перед Австрийской Республикой", "За заслуги перед Итальянской Республикой", "Достык" (Казахстан), Почета (Армения), Большой крест ордена Гражданских заслуг (Испания) и др.
Лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники (2011).
Действительный член Российской академии социальных наук.
Приглашенный профессор Стокгольмской школы экономики, почетный доктор Дипломатической академии МИД России.
В 2000 г. "за вклад в укрепление российской государственности и активное участие в реализации проекта создания Центра национальной славы" удостоен общественной Международной премии Андрея Первозванного "Вера и Верность".
Женат. Супруга - Наталья Викторовна Якунина (в девичестве Ахромеева), по профессии инженер, председатель совета фонда "Мировой общественный форум "Диалог цивилизаций". У них двое сыновей. Андрей (1975 г.р.) - совладелец британской инвестиционной компании Venture Investments & Yield Management (VIYM). Виктор (1978 г.р.) возглавляет Санкт-Петербургский офис инвесткомпании VIYM.
Увлекается охотой, любит театр.