Rodio se u Sarajevu gdje je pohađao pučku školu, da bi se nakon razvoda roditelja s ocem preselio u Zagreb. Pučku školu završio je u Zagrebu, gdje je počeo pohađati i gimnaziju, a u trećem razredu s ocem preselio se u Osijek.

U Osijeku je nastavio svoje srednjoškolsko obrazovanje, gdje se i počeo interesirati za kemiju. Pod mentorstvom svog profesora, mladi je Vladimir već u 15. godini objavio svoj prvi znanstveni rad iz kemije, objavljen u “Chemicer Zeitungu”.

Nakon što je 1924. maturirao u Zagrebu, odlazi u Prag na studij kemije kojeg završava 1928. godine, a doktorat je stekao 1929. godine. Nakon doktorata neko je vrijeme radio u laboratoriju kemijske veletrgovine G. J. Dřize, a 1934. godine vratio se u Zagreb gdje će na Tehničkom fakultetu predavati organsku kemiju.

S početkom Drugog svjetskog rata u Jugoslaviji, a na poziv Lavoslava Ružičke, odlazi na rad u neutralnu Švicarsku.

Područje njegovih istraživanja bili su, uglavnom, heterociklički spojevi, alkaloidi, antibiotici. Središnje zanimanje bila mu je stereokemija molekula, zaokuplja ga problem prostorne građe molekula. Uvodi naziv kemijska topologija za područje stereokemije koja se bavi geometrijskim svojstvima molekula. Pridonio je objašnjenju strukture stereoida, kinina, strihnina i drugih alkaloida, a sintetizirao je mnoge organske spojeve. Njegovi radovi su pridonijeli razumijevanju naravi enzimatskih reakcija.

1975. godine dobio je Nobelovu nagradu za kemiju, za radove na području organskih prirodnih spojeva i stereokemije.

Član je mnogih akademija znanosti i počasni doktor mnogih sveučilišta te počasni član Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti od 1986. godine.

Umro je u Zürichu, 7. siječnja 1998. godine. U Zürichu je kremiran, a 21. rujna 2001. godine njegova urna prenesena je i nakon komemoracije u palači HAZU svečano položena u grobnicu HAZU na Mirogoju.