Родился 19 января 1925 года в городе Саранске Мордовской АССР.
Отец - Петров Иван Васильевич (1903-1941). Мать- Петрова Мария Федоровна (1890-1962). Супруга - Петрова Зинаида Алексеевна (1926 г. рожд.), инженер. Дочь - Корнеева Татьяна Владимировна (19 г. рожд.), врач, кандидат медицинских наук. Внуки: Бугрий Алексей Юрьевич (1974 г. рожд.), бизнесмен. Корнеев Петр Александрович (1984 г. рожд.), учащийся.

Отец Владимира Ивановича Петрова до войны работал преподавателем в городе Саранске. Затем, переехав в Москву, окончил философский факультет Московского государственного университета. Был преподавателем, старшим преподавателем кафедры марксизма-ленинизма, заведовал этой кафедрой.

Накануне войны являлся доцентом кафедры марксизма-ленинизма в 1-м Московском медицинском институте имени И. М. Сеченова. Еще в годы Гражданской войны Иван Васильевич Петров повредил руки и был признан негодным к службе в армии. Однако, когда началась Великая Отечественная война, без колебания вступил в ополчение. Ушел на фронт политруком роты и погиб на подступах к Москве в октябре 1941 года.

Володино детство прошло в Москве, на Ленинских горах. С пяти лет он пристрастился к лыжам. Его влекли крутые спуски, рискованные прыжки, головокружительные повороты. Не раз мальчику приходилось наблюдать тренировки сильнейших горнолыжников. Тренер и воспитатель молодых горнолыжников, Владимир Мауэр, заметил способного паренька. Он приглашает его в детскую секцию горнолыжников общества "Спартак". Все свободное время теперь отдано освоению сложной науки слалома. И уже зимой 1941 года на первенстве Москвы Петров выигрывает первенство по слалому Центрального Совета "Спартака", затем становится чемпионом Москвы среди юношей. Следующий старт отменила война.

В октябре 1941 года Володя, ученик 9 класса, эвакуируется вместе со своей матерью в деревню Урюшка Ромодановского района, где мать начала работать директором школы. А сын продолжает прерванную войной учебу в школе, которая находилась в 12 километрах от деревни, на станции "Красный узел", и оканчивает ее в 1942 году. С сентября по декабрь 1942 года он работает учителем черчения и рисования в деревне Урюшка.

В декабре 1942 года молодой учитель был призван в Красную Армию. После краткосрочных четырехмесячных курсов Петров был направлен в 4-ю запасную стрелковую бригаду 193-го стрелкового полка в качестве рядового. Бригада дислоцировалась во Владимире. В момент эвакуации пополнения Петров был контужен и попал в Шуя в госпиталь. После выздоровления он оканчивает школу лейтенантов в городе Москве и в 1943 году по распределению Московского военного округа попадает в отдельный штурмовой стрелковый батальон.

Фронтовые дороги привели его сначала на Земландский полуостров в составе 3-его Белорусского фронта. Потом воевал в Прибалтике, и 13 апреля 1945 года в Восточной Пруссии 20-летний младший лейтенант поднял бойцов в атаку, в свою последнюю атаку, при штурме города Кенигсберга. Ослепительная вспышка, нестерпимая боль и тишина. Тяжелая контузия. Глухота, неподвижность. Приговор медицинской комиссии перечеркнул многие его планы: инвалид второй группы.

Дела в самом деле были плохи: плетью висела пробитая пулей рука, не слушались ноги - передвигаясь на костылях, он еле волочил их. Но Петров не захотел мириться с этим. Лежа на больничной койке, лейтенант решил стать врачом. Должна была помочь ему и прежняя спортивная закалка. Долгое время он не мог заниматься: часто мучили нестерпимые головные боли, ослабли зрение, слух. Он начал с лечебной гимнастики. Сколько терпения и настойчивости требовалось, чтобы делать обыкновенные приседания у койки! Мать, счастливая, что сын вернулся с фронта живой, купила козу, благо, что жили на Воробьевых горах, и отпаивала своего единственного сына козьим молоком.

Нелегко давалась и подготовка к вступительным экзаменам - сказывался большой перерыв. В 1945 году Владимир Петров поступает в 1-й Московский медицинский институт имени И. М. Сеченова. Занятия в институте Владимир сочетает с тренировками, возвращавшими силу пораженным мышцам. Однокурсники, видя его борьбу с недугом, удивлялись, откуда у этого студента-инвалида берутся силы! А зимой 1948 года спортивная общественность страны узнала имя нового чемпиона ВЦСПС по слалому - студента 1-го Московского медицинского института мастера спорта Владимира Петрова. После успеха 1948 года В. И. Петров еще долго оставался в числе лучших слаломистов страны. Потом тренировал горнолыжников в своем институте и в МВТУ имени Баумана.

В 1951 году окончен 1-й Московский медицинский институт имени И. М. Сеченова. С этого времени началась врачебная, научная и педагогическая деятельность доктора В. И. Петрова. Он прошел путь от клинического ординатора, ассистента, аспиранта, доцента, до профессора, заведующего кафедрой госпитальной хирургии лечебного факультета. Его учителем был выдающийся хирург - академик Б. В. Петровский.

В июле 1959 года в Филадельфии на университетском стадионе происходил "матч столетия" - встреча легкоатлетических сборных СССР и США. Разыгрывалась одна из труднейших дистанций бегунов - 10 тысяч метров. Со старта сразу же вырвались два бегуна - один в красной майке, другой - в белой. Пройдена половина дистанции, спортсмен в белой майке (это был американский бегун Сотт) неожиданно падает на беговую дорожку и теряет сознание. На помощь пострадавшему поспешил высокий худощавый человек в чемоданчиком в руках. Помощь была оказана мгновенно. К финишу пришел первым наш спортсмен, но, перешагнув черту финиша упал: у него остановилось сердце, и опять зрители на стадионе увидели человека с чемоданчиком, который, сделав ему укол в сердце тут же на гаревой дорожке, спас ему жизнь. Этим человеком, пришедшим на помощь американскому спортсмену и спасшим жизнь нашему чемпиону, был Владимир Петров - в то время ассистент госпитальной хирургической клиники 1-го Московского медицинского института.

В 1959 году В.И. Петров защищает кандидатскую диссертацию по диагностике сосудистых заболеваний. В 1970 году - защищена докторская диссертация о повторных операциях на легких и бронхах.

С 1974 по 1987 год был ректором 1-го Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинского института имени И. М. Сеченова. Много усилий приложил он по совершенствованию педагогического процесса в системе медицинского образования, расширению и укреплению материальной базы ведущего медицинского вуза страны.

В 1972 году в содружестве с учеными МВТУ имени Баумана за разработанный метод ультразвуковой резекции и сваривания костей и других биологических тканей Владимиру Ивановичу Петрову была присуждена Государственная премия СССР.

В 1978 году он избирается членом-корреспондентом Академии медицинских наук СССР.

Владимир Иванович Петров - крупный ученый-хирург, ведущий специалист по применению различных физико-технических средств в медицинской практике. Ему принадлежит большая заслуга в разработке повторных операций на легких, в реконструктивной и восстановительной хирургии легких. Он первым применил метод ультразвуковой резки и сварки биологических тканей в пульмонологии. Им разработаны принципы использования ультразвука во время операций на легких с целью пневмолиза, декортикации легкого, рассечения рубцовых сращений при резекциях и пластических операциях на ребрах, метод продольной стернотомии с помощью ультразвуковых волноводов, применяющийся в сердечно-сосудистой и легочной хирургии, метод обработки ультразвуком остаточных плевральных полостей при эмпиеме плевры в случаях повторных оперативных вмешательств.

Его перу принадлежат монографии и ряд работ по лечению разлитого перитонита, предложен метод ультразвуковой обработки органов брюшной полости. Он известен научными работами в сосудистой хирургии. Они были посвящены лечению атеросклероза и эндартериита нижних конечностей. Им опубликованы (в соавторстве) монографии по хирургическому лечению вазореальной гипертензии.

У В. И. Петрова зарегистрировано 18 авторских свидетельств и 3 патента на изобретения. Всего В. И. Петрову принадлежит более 200 научных работ, в том числе 4 монографии. Под его руководством защищено 26 диссертаций по медицинской и медико-технической тематике. Петров является разработчиком русско-французского, русско-английского, русско-испанского медицинского словаря-разговорника. В марте 2000 года приняты к изданию медицинский русско-немецкий разговорник и 3-е дополненное издание русско-английского разговорника.

Старейший вуз страны избрал В. И. Петрова заслуженным профессором Московской медицинской академии имени И. М. Сеченова. Он является членом Международного общества хирургов, почетным членом хирургического общества имени Хо-Ши-Мина во Вьетнаме, а в 1993 году был избран действительным членом Академии медико-технических наук. В. Петров был делегатом XXV и XXVI съездов КПСС.

За военные и научные заслуги В. И. Петров награжден орденом Ленина, орденами Октябрьской Революции, двумя орденами Отечественной войны 1-й степени, орденом Трудового Красного Знамени и орденом "Знак Почета", медалью "За взятие Кенигсберга" и еще 12 медалями, знаком "Почетный изобретатель СССР".

Владимир Петрович влюблен в живопись и в свободное время пишет акварелью и маслом.

Живет в Москве.