Родился 26 апреля 1930 года в городе Умань (ныне Черкасская область) в семье военнослужащего.
В 1955 году окончил Военную академию связи, в 1957 году — Московский электротехнический институт.
В 1968-1974 годах — директор первого в СССР научно-производственного Центра криогенных технологий «Сатурн» , с 1988 года руководил межотраслевым предприятием «Сверхматрица» .
С февраля 1990 года и до смерти — президент Российской академии технологических наук.Жил в Москве на бульваре Яна Райниса, 43. Умер 10 апреля 2006 года. Похоронен на Троекуровском кладбище.Награждён орденом Почёта (1998). Более 12 лет руководил созданием многоспектровых систем космического зондирования и наблюдения. Автор монографий по новым технологиям, более 300 научных работ, подавляющее количество которых отмечено наградами крупнейших международных выставок.Автор открытия нелинейных явлений при контакте сверхпроводников с полупроводниками, основоположник интегральной криоэлектроники на базе наноструктур и технологий космических криогенных систем приема сверхдальних излучений, руководитель научно-технологического направления создания многоспектральных приемников спутникового телевидения и цифровой связи и систем наблюдения из космоса.ПамятьВ Киеве, на проспекте Леся Курбаса, 2б, на фасаде ОАО НПП «Сатурн» , основателем и руководителем которого был Владимир Алфеев, установили гранитную мемориальную доску.