Родился 28 февраля 1950 года в Москве, в семье молодых актёров-студентов ВГИКа – будущих народных артистов СССР Нонны Викторовны Мордюковой (1925-2008) и Вячеслава Васильевича Тихонова (1928-2009).

Заслуженный артист РСФСР (1983).

Детство актера прошло в Павловском Посаде под Москвой, где он жил с родителями отца.

Владимир рос обычным московским мальчиком. В школе учился средне, однако много хлопот своим поведением родителям не доставлял. В 1963 году, когда умерла мать Мордюковой – Ирина Петровна, родители будущего актёра после тринадцати лет совместной жизни развелись, и Володя остался жить с матерью. Он очень тяжело пережил это событие.

Летом 1967 года сразу после окончания школы с первого захода поступил в Московское Театральное училище имени Б.В. Щукина, на курс Юрия Катин-Ярцева.

Его сокурсниками были знаменитые в будущем артисты: Наталья Варлей, Наталья Гундарева, Юрий Богатырёв, Константин Райкин.

В 1970 году участвовал в озвучивании восстановленного фильма «Сын полка» (1946).

Наиболее заметная роль – Филипп Угрюмов в фильме «Русское поле» (1971).

С 1971 по 1973 годы — актёр Театра Советской армии. С 1974 по 1977 годы — актёр Театра имени Маяковского. С 1977 года — актёр Театра-студии киноактёра, актёр киностудии "Мосфильм".

Владимир Тихонов ушёл из жизни 11 июня 1990 года в Москве от сердечной недостаточности, вызванной передозировкой наркотиками.
Похоронен актёр на Кунцевском кладбище Москвы (старая территория, участок № 8).