Владимир Львович Машков родился 27 ноября 1963 года в Туле. В начале 1980-х поступил на факультет естественных наук (отделение биологии) Новосибирского университета, но через год, изменив решение, начал учебу в Новосибирском театральном училище. Чуть позже он пришел в Школу-студию МХАТ на курс Михаила Тарханова, закончил это учебное заведение с курсом Олега Табакова в 1990 году.

В Театре Олега Табакова Машков служил со дня его официального открытия в марте 1987 года. Среди полутора десятков ролей, сыгранных актером в «Табакерке» в 1987–1999 годах, особо выделяется Абрам Шварц из пьесы Александра Галича «Матросская Тишина». Его актер сыграл, еще будучи студентом Школы-студии. В 2023 году спектаклю исполнилось 35 лет. 

Как режиссер поставил в театре легендарные спектакли, до сих пор выступающие морально-нравственным камертоном для зрителей самых разных возрастов: «Звездный час по местному времени», «Смертельный номер», «Страсти по Бумбарашу», «Матросская Тишина», «Трехгрошовая опера» и самый кассовый спектакль в истории России – «№ 13».

Владимир Машков - без преувеличения одна из самых ярких звезд отечественного кинематографа. Он дебютировал в кино в конце девяностых. На его счету множество выдающихся картин, которые принесли ему по-настоящему народную любовь. Это «Лимита», «Вор», «Ликвидация», «Край», «Экипаж», «Движение вверх». 

Владимир Машков – один из немногих российских артистов, завоевавших популярность не только в России, но и во всем мире, долгое время снимался в Голливуде. Всего он снялся в более чем 50 фильмах в том числе и в первом фильме, снятом в космосе - «Вызов».

Сам Владимир Львович Машков снял фильмы: «Сирота казанская» с Олегом Табаковым, Валентином Гафтом и Львом Дуровым в главных ролях и фильм «Папа», в котором одновременно выступил продюсером, сценаристом и исполнителем одной из главных ролей.

В 2010 году Владимиру Машкову было присвоено почетное звание народного артиста России. Кроме прочего, он лауреат престижных премий «Ника», «Золотой орел», «ТЭФИ».

После ухода своего учителя Олега Табакова Владимир Машков возглавил театр в 2018 году. В качестве художественного руководителя Театра Олега Табакова Владимир Машков поставил спектакли «Страсти по Бумбарашу», «Матросская Тишина», «Ночь в отеле», «И никого не стало», «Схватка», «Смертельный номер», «Наследники». Всего за время пребывания Владимира Машкова в должности художественного  руководителя Театра Олега Табакова выпущено 17 спектаклей.

Также с 2018 года Владимир Машков стал художественным руководителем Театральной школы Олега Табакова. Благодаря его инициативе в учебном заведении стала возможной реализация уникальной образовательной программы, аналогов которой нет. За пять лет обучения выпускники Театральной школы получают диплом о высшем образовании при поступлении после 9 и 10 класса. Это позволяет получить самое раннее высшее актёрское образование в стране.

4 декабря 2023 года Владимир Машков был избран Председателем Союза театральных деятелей России и президентом театральной премии и фестиваля «Золотая маска».

Главными целями Союза являются всестороннее содействие развитию театрального искусства, оказание практической помощи российским театрам и театральным школам, содействие защите социальных, правовых и профессиональных интересов творческих работников театра, созданию необходимых условий творческого труда и жизни членов Союза.

Под руководством Владимира Машкова значительно активизировалась работа СТД РФ в регионах страны, в том числе на возвращенных территориях.

7 июня 2024 года Владимир Машков возглавил театр «Современник».