Владимир Николаевич Войнович родился в Сталинабаде в семье журналиста Николая Павловича Войновича и Розалии Климентьевны Гойхман. В 1936 году его отец был репрессирован, а после освобождения служил в действующей армии на фронте, где был ранен и остался инвалидом. Владимир Войнович жил с матерью, дедушкой и бабушкой в Сталинабаде, затем переехал с семьей в Запорожье и позже в другие города.

В 1951 году Войнович был призван на службу в армию, где служил в Джанкое и Польше. Во время службы он писал стихи для армейской газеты. После демобилизации в 1955 году он поселился в Керчи, где работал на стройке и жил в общежитии. В 1956 году его стихи были опубликованы в «Керченском рабочем». В 1957-1959 годах Войнович проучился полтора года на историческом факультете Педагогического института имени Н. К. Крупской.

В 1960 году Войнович устроился младшим редактором в отделе сатиры и юмора на Всесоюзном радио. Он написал тексты более чем к 40 песням, включая песню «Я верю, друзья», которая стала любимой песней советских космонавтов. В 1961 году была опубликована его повесть «Мы здесь живём», а в 1962 году он был принят в Союз писателей СССР.

В 1964 году Войнович принял участие в написании коллективного детективного романа «Смеётся тот, кто смеётся». Его роман «Жизнь и необычайные приключения солдата Ивана Чонкина» был написан в 1963-1975 годах и опубликован в 1969 году во Франкфурте-на-Майне и в 1975 году в Париже. В конце 1960-х годов Войнович принимал активное участие в движении за права человека, что вызвало конфликт с властями.

В 1974 году Войнович был исключён из Союза писателей СССР, а в 1980 году был лишён советского гражданства и эмигрировал в Германию. В 1989 году он приехал в Москву в первый раз после эмиграции, а в 1990 году был восстановлен в советском гражданстве. В 1994 году Войнович начал заниматься живописью, и его первая персональная выставка открылась в 1996 году в московской галерее «Асти».

Владимир Войнович скончался 27 июля 2018 года на 86-м году жизни от сердечного приступа. Он был похоронен на Троекуровском кладбище в Москве. В 2019 году на его могиле была установлена бронзовая фигура героя романа «Жизнь и необычайные приключения солдата Ивана Чонкина».