Владимир Виноградов родился 29 октября 1964 года в Москве. В 1985 году окончил ГИТИС, актерский факультет, мастерская И. Судаковой и Л. Князевой. Его однокурсником был Дмитрий Певцов. После окончания вуза служил в Московском драматическом театре имени А.С. Пушкина. Лауреат премии «За лучшую актерскую работу» театрального фестиваля «Херсонесские игры». С 1984 года начал сниматься в кино, дебютировав в мелодраме «Счастливая, Женька!» режиссера Александра Панкратова. Сыграл одну из главных ролей - Сергея. На съемках подружился с актрисой Еленой Цыплаковой. Его персонаж в фильме «Счастливая, Женька!» был резко отрицательной. Актер вспоминал, что после премьеры старушки прямо на улице бросались на него, чтобы ударить. А было и такое: "Как-то звонит Саша Панкратов (режиссер) и говорит: «Старик! Ну, я тебя хочу поздравить! Вышла статья, а в ней: «Конечно, очень рискованным режиссерским ходом было приглашать на роль настоящего преступника...»".
В 1990-е снялся только в одной картине - сыграл главную роль в приключенческом фильме 1998 года «Сибирский спас». Его герой - парень по кличке Рубль. По сюжету картины, Иван Грозный дал чудотворную икону Спаса Ермаку, когда тот ушел в Сибирь, где она и пропала без следа. Бывший художник по кличке Бегун вместе с Рублем находят деревню, считавшуюся мифом, живущую по обычаям XVII века. В ней и хранится в святом почитании древняя икона. Рубль крадет икону и бежит в Москву, а Бегун следует за ним вместе с местным охотником Еремеем, чтобы вернуть "доску" любой ценой. В 2000-е актер вновь стал часто появляться на экранах. Отметился в картинах «Конференция маньяков» (судья Спайкин), «Next 2» (батюшка Алексей Петрович), «Евлампия Романова. Следствие ведет дилетант-2» (Андрей Казин), «Люба, дети и завод...» (Виктор Семенов), «КГБ в смокинге» (Рудольф). Исполнил главную роль в приключенческом фильме Олега Фомина «Спасатели. Затмение» (Веня). В 2008-м - опять таки у Олега Фомина - сыграл одну из главных ролей в исторической драме с элементами боевика «Господа офицеры: Спасти императора» (ротмистр Василий Бельский). По сюжету летом 1918 года группа отважных офицеров белой гвардии решаются на отчаянный поступок - попытку освобождения из заточения императора Николая Второго и его семьи.
В активе актера много ролей врачей. Он говорил: "Врачей я переиграл столько, что мне уже надо давать врачебный диплом! В сериале «Лучший друг моего мужа» я играл стоматолога. В «Докторе Тырсе» я был уже кардиологом. Перед съемками режиссер Алена Званцова предложила нам посмотреть на настоящую операцию. Мы не все, но пошли. Нам долго читали лекцию о том, что мы можем упасть в обморок. Но ничего этого не произошло. Наоборот - нас чуть ли не скальпелем отгоняли от операционного стола: мы попали на кесарево сечение. То есть я присутствовал при рождении новой жизни! Это всегда очень трогательный момент".
Первая жена - актриса Елена Скороходова. Познакомилась на съемках фильма «Счастливая, Женька!». Брак быстро распался.Со своей нынешней женой имеет троих детей. Актр говорил, что "семья - это очень стимулирующая штука". "Я вообще не знаю, что со мной было бы, если бы у меня не было семьи", - отмечал он. Увлекается охотой.