Владимир Львович Машков родился 27 ноября 1963 года в Туле, детство его прошло в Новокузнецке. С младенчества он воспитывался в творческой атмосфере: мама Наталья Ивановна Никифорова была главным режиссером Новокузнецкого театра кукол, папа Лев Петрович Машков - актером того же театра. Наталья Ивановна была очень одаренной женщиной, имела три высших образования (актерское, режиссерское и театроведческое), владела несколькими иностранными языками. По происхождению она была наполовину итальянкой, что, возможно, сказалось на горячем темпераменте Владимира.
В семье Машкова боготворили театр, поэтому практически все детство будущий артист провел за кулисами, с удовольствием ездил на гастроли, подрабатывал в массовке. Впоследствии, отдавая дань уважения своим родителям и делу их жизни, Владимир Машков учредил специальную премию для театров кукол "Золотой львенок". Премия носит имя Натальи Никифоровой, а символом награды является львенок в память об отце Машкова - Льве Петровиче.
В школьные годы Владимир Машков был очень непоседлив, учился плохо и постоянно получал нагоняи от учителей за свои шалости. Неравнодушен был только к биологии, поэтому дома устроил настоящий зоопарк: у него жили крысы, белка, ворона, кролик, хомяк, черепаха и две собаки. Окончив школу, Машков поступил на биологический факультет Новосибирского университета, но любовь к сцене, привитая родителями, взяла верх. Через год Машков забрал документы и поступил в Новосибирское театральное училище, однако вскоре был отчислен после одной из скандальных выходок.
Начинающий актер отправился в Москву и в 1984 году был принят в Школу-студию МХАТ в мастерскую Михаила Тарханова. Однако и здесь Владимир Машков проявил свой бурный нрав: из-за драки он был на год отстранен от занятий и выполнял обязанности декоратора МХАТа. Владимир Машков все же окончил в 1990 году Школу-студию, завершив обучение в мастерской Олега Табакова.
С 1989 по 1990 год Владимир Машков был актером МХТ имени Чехова, затем перешел в труппу Театра-студии под руководством своего наставника Олега Табакова. Первая серьезная роль Владимира - Абрам Шварц в постановке "Матросская тишина". Затем были ведущие роли в спектаклях "Ревизор", "Миф о Дон-Жуане", "Механическое пианино", "Анекдоты".
В качестве киноактера Машков дебютировал в 1989 году в фильме "Зеленый огонь козы", в этом же году он снялся в фильмах "Делай - раз!" и "Любовь на острове смерти". Настоящая слава пришла к актеру в 1994 году после главных ролей в "Лимите" Дениса Евстигнеева и "Подмосковных вечерах" Валерия Тодоровского. После этого артист снялся в фильмах "Американская дочь" (1995) Карена Шахназарова и "Вор" (1997) Павла Чухрая, выдвигавшемся на "Оскар".
Актер также получил известность в Голливуде. В 2001 году он сыграл с актерами мирового уровня в фильмах "Американская рапсодия", "Танцы в "Голубой игуане" и "В тылу врага".
Впоследствии Владимир Машков сыграл в ряде успешных телесериалов и кинокартин, в том числе "Идиот" (2003), "Статский советник" (2005), "Охота на пиранью" (2006), "Кандагар" (2010), "Распутин" (2011), "Григорий Р." (2014), "Экипаж" (2016), "Движение вверх" (2017).
Владимира Машкова также можно назвать состоявшимся театральным и кинорежиссером. Впервые он попробовал свои силы на этом поприще в начале 1990-х годов. Машков сам поставил в театре Табакова спектакли "Звездный час по местному времени" (1992) и "Страсти по Бумбарашу" (1993), а чуть позже - "Смертельный номер" (1994). В 1996 году уже на сцене "Сатирикона" был представлен спектакль новоиспеченного режиссера "Трехгрошовая опера". В 1997 году Владимир Машков снял свой первый фильм - комедию "Сирота казанская".
Личная жизнь артиста также была весьма насыщенной. Владимир Машков был четырежды женат. Его дочь от первого брака Мария Машкова пошла по стопам отца, выбрав актерскую профессию. Сейчас подрастают еще две наследницы артистической династии: внучки Владимира Машкова Стефания и Александра.
В 1996 году Владимир Машков получил звание заслуженного артиста России, а в 2010 году - звание народного артиста России. Среди наград актера - театральная премия "Чайка" за постановку спектаклей "Трехгрошовая опера" и "Анекдоты", приз за лучшую мужскую роль на фестивале "Киношок", две премии "Ника" в категории "Лучшая мужская роль" за фильмы "Вор" и "Край", приз за лучшую мужскую роль на кинофестивале "Кинотавр" за фильм "Лимита". Премиями ТЭФИ и "Золотой орел" была отмечена его роль в сериале "Ликвидация". Фильм "Папа", где Владимир Машков выступил в роли режиссера, сценариста, продюсера и актера получил приз зрительских симпатий 26-го Московского Международного кинофестиваля и кинофестиваля "Окно в Европу" в Выборге.
В апреле 2018 года после смерти Олега Табакова Владимир Машков стал художественным руководителем московского театра-студии "Табакерка", который был основан его учителем. В настоящее время Владимир Машков также является руководителем "Московской театральной школы Олега Табакова".