Актер Владимир Машков родился в Туле. По матери имеет итальянские корни (его бабушка была итальянкой родом из Швейцарии), а по отцу — еврейские. Детство и юность Владимир провел в Новокузнецке (Кемеровская область). В начале 1980-х годов поступил на биологический факультет Новосибирского государственного университета, но, проучившись там год, решил поступить в Новосибирское государственное театральное училище (ныне — Новосибирский государственный театральный институт), из которого в 1984 году был исключен за драку. После этого Владимир Машков уехал в Москву, где поступил в Школу-студию МХАТ (мастерская Михаила Тарханова), однако и оттуда тоже он был отчислен из-за своего слишком буйного нрава. Устроившись декоратором во МХАТ, Владимир вскоре стал заниматься у Олега Табакова и в 1990 году все-таки окончил его курс в Школе-студии МХАТ.
Дебют Владимира Машкова в кино состоялся в 1989 году. Он был одним из первых российских актеров, которые начали сниматься за рубежом. Народный артист РФ (с 2010 года).
Владимир Машков был трижды женат. От первого брака (с актрисой Еленой Шевченко) имеет дочь — актрису Марию Машкову.
