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 учёбу в Новосибирском театральном училище. Чуть позже он пришёл в Школу-студию МХАТ на курс Михаила Тарханова, однако по ряду причин закончил это учебное заведение с курсом Олега Табакова в 1990 году.

В Театре Олега Табакова Владимир Машков служил со дня его официального открытия в марте 1987 года. Среди полутора десятков ролей, сыгранных актёром в «Табакерке» в 1987-1999 годах, особо выделяется Абрам Шварц – еврей-отец из пьесы Александра Галича «Матросская Тишина». Его актёр сыграл ещё будучи студентом Школы-студии, а в 1990 году удивительный образ старшего Шварца появился на подмостках «подвального» театра.

В то же время Владимир Машков сыграл Городничего в спектакле Сергея Газарова «Ревизор». Спектакль шёл недолго, но благодаря множеству прекрасных актёрских работ и режиссёрской работе запомнился театралам.

В мае 1991 года Машков ввёлся на роль сержанта Туми в легендарный, как теперь его называют, спектакль «Билокси-Блюз».

В 1992 году, получив разрешение от Табакова на самостоятельные репетиции, Машков начал работу над своим первым спектаклем в качестве режиссёра – «Звёздным часом по местному времени» с Евгением Мироновым в главной роли. Следующей режиссёрской работой Владимира Машкова стал спектакль «Страсти по Бумбарашу» по ранним произведениям Гайдара со стихами Юлия Кима и музыкой Владимира Дашкевича.

Не менее популярной стала третья постановка актёра – «Смертельный номер» по пьесе Олега Антонова, в котором роли клоунов исполнили Андрей Смоляков, Сергей Беляев, Виталий Егоров и Андрей Панин, а также Сергей Угрюмов.

В 2000 году Владимир Машков представил спектакль «№ 13» на сцене Художественного театра – вскоре после того, как во главе его встал Олег Табаков.

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

С 2018 года возглавляет Театр Олега Табакова и Театральную школу Олега Табакова. Играет в спектаклях «Матросская Тишина» (Абрам Шварц) и «Ревизор» (Городничий). Поставил спектакли «Ночь в отеле», «Страсти по Бумбарашу», «И никого не стало», «Схватка».

С 2023 года – председатель Союза театральных деятелей Российской Федерации и президент Национальной театральной премии и фестиваля «Золотая Маска».