Владимир Овчинников родился 14 июля 1911 года в деревне Есиповка в крестьянской семье. Его детство и юность прошли на Волге, в Саратове. Его мать, Надежда Яковлевна, прожила недолго, она умерла в 1916 году. Отец, Иван Дмитриевич, во время Первой мировой войны работал на скотобойне, и дети остались на попечении бабушки и тёток. Учиться Володя пошёл в 1920 году, а в третьем классе он познакомился с ребятами, занимавшимися в кружке изобразительного искусства при Дворце Культуры железнодорожников и тоже в него записался. Вскоре он стал делать успехи в рисовании.
В 1928 году Владимир поступил в Саратовский художественный техникум, где обучался у П.С. Уткина. В 1931 году, после окончания техникума он уехал для продолжения учёбы в Ленинград. Владимир поступил в Институт пролетарского изобразительного искусства (с 1932 года Ленинградский институт живописи, скульптуры и архитектуры), однако, окончив первый курс, оставил учёбу по семейным обстоятельствам.
В начале 1932 года в семье Владимира появился первенец – сын Вячеслав, ставший впоследствии, как и отец, художником, а 1937 году – родился младший сын Лев. В 1932–1941 годах Владимир работал художником-оформителем в разных учреждениях Ленинграда. Одновременно он занимался живописью и рисунком сначала в частной студии Василия Савинского, затем в Ленинградском Институте повышения квалификации работников искусств у Павла Наумова, Александра Карева, Рудольфа Френца.
После начала Великой Отечественной войны Владимир работал в ленинградском отделении ТАСС над оформлением «Агитокон». Зимой 1942 года, совершенно истощённый, он был вывезен из блокадного Ленинграда в Саратов. После выздоровления в 1943 году Владимир окончил Саратовское военно-пехотное училище и до конца войны находился в рядах вооружённых сил в должности помощника командира маршевой роты 375 запасного отдельного полка 16 стрелковой дивизии. Владимир демобилизовался в декабре 1945 года в звании лейтенанта. Он награждён орденом Отечественной войны 2 степени, медалью «За победу над Германией». Его младший брат Григорий погиб осенью 1941 года в боях под Ленинградом на Карельском перешейке. Вернувшись в Ленинград, Владимир работал в Ленизо, выполнял рекламно-оформительские заказы для крупнейших универмагов города. Одновременно с этим он восстанавливал творческие навыки, утраченные за годы войны, много работал над натурным этюдом в городе и его пригородах (Приозерске, Комарово, Левашово). В 1953 году после показа на выставке серии пейзажей, выполненных на Украине под Каневом, Овчинникова приняли в члены Ленинградского Союза советских художников. К известным образцам живописи этого периода относятся работы «На Волге» (1951), «Вечер. У колодца» (1953), «Днепровские обрывы» (1955), «Весна» (1956), «Приднепровье» (1957). В 1960–1970-е годы основной темой его творчества вновь становится Волга, село Пристанное, а также древний Волхов, старинные русские города Торжок, Старица. Он неоднократно работает на творческой базе ленинградских художников в Старой Ладоге. Среди его работы этого периода «На Волхове», «Волхов» (обе 1969), «Весна», «Собор Георгия в Старой Ладоге» (обе 1971) «Весна идёт», «Собор Георгия. Ясный день», «Тишина», «Лёд прошёл (все 1972) и другие. Ведущим жанром для него становится пейзаж, основными формами – натурный этюд и большие пейзажи-картины. В середине 1970-х годов Владимир Иванович тяжело заболел, он перенёс две операции.
С начала 1950-х годов работы Владимира Овчинникова неизменно экспонировались на ленинградских, республиканских и всесоюзных выставках.
Произведения Владимира Овчинникова находятся в Государственном Русском музее, Государственной Третьяковской галерее, в музеях и частных собраниях в России и зарубежом – Франции, Японии, Италии, Великобритании, США и других странах.
Владимир Овчинников скончался 22 июня 1978 года в Ленинграде. Похоронен на Северном кладбище Санкт-Петербурга. В 1994 году, после смерти вдовы Владимира Веры Гавриловны Овчинниковой, его прах был перезахоронен в колумбарии Петербургского крематория рядом с женой и сыном Вячеславом, скончавшимся в 1993 году.
