Владимир Владимирович Владимиров родился 14 октября 1975 года в городе Георгиевске Ставропольского края.
В 1997 году окончил Уфимский государственный нефтегазовый университет по специальности "Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов", в 2006 году – Тюменский государственный нефтегазовый университет по специальности "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений".
В 1997-2001 годах работал начальником установки подготовки и перекачки нефти, заместителем начальника цеха Нефтегазодобывающего управления (НГДУ) "Ватьеганнефть" территориально-производственного предприятия (ТПП) "Когалымнефтегаз" ООО "ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь".
С 2001 по 2002 год занимал должность начальника цеха подготовки и перекачки нефти НГДУ "Дружбанефть" ТПП "Когалымнефтегаз" ООО "ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь".
В 2002 году работал заместителем главного инженера по подготовке и перекачки нефти – начальником отдела подготовки нефти НГДУ "Повхнефть" ТПП "Когалымнефтегаз", ООО "ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь".
В 2002-2005 годах – заместитель начальника отдела подготовки нефти, заместитель главного инженера по подготовки нефти – начальник отдела ТПП "Когалымнефтегаз", ООО "ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь".
В 2005-2007 годах – директор по маркетингу и стратегии, генеральный директор ООО "Геойлбент".
В 2007-2009 годах занимал должности директора технического департамента, заместителя генерального директора – главного инженера ОАО "Верхнечонскнефтегаз".
В 2009 году работал начальником территориального проекта по добыче нефти "Муравленковскнефть" ОАО "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз".
С 2009 по 2010 год занимал должность генерального директора филиала "Муравленковскнефть" ОАО "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз".
С 2010 года – заместитель губернатора, первый заместитель губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа.
27 сентября 2013 года Владимир Владимиров назначен временно исполняющим обязанности губернатора Ставропольского края.

Избран губернатором Ставропольского края 14 сентября 2014 года после первого тура, получив 84,22% голосов.