В 1964 году окончил Московский инженерно-физический институт и поступил на работу в Институт биофизики Минздрава СССР. По профессии физик-ядерщик.
Автор более 50 научных трудов и изобретений. Многие его работы переведёны на английский язык. Был студентом И. В. Курчатова.
На экране появился в возрасте 32 лет — тогда кинорежиссёр Александр Птушко пригласил молодого учёного на роль колдуна - злодея Черномора в фильм-сказку «Руслан и Людмила». Благодаря своему малому росту — 130 см — снимался в ролях разнообразных карликов.
Самые известные киноработы — уже упоминавшийся Черномор, злодей Туранчокс из фантастического фильма «Через тернии к звёздам» Ричарда Викторова (1980).
В конце 1980-х годов Владимир Фёдоров вышел на профессиональную сцену — играл в спектаклях театра им. Е. Вахтангова.
С 1993 года — актёр театра «У Никитских ворот». С 2004 года играл в спектаклях МХТ им. Чехова.
В последние годы страдал от болезни сердца, в 2016 году перенёс инсульт.
