Владимир Михайлович Горбунов родился в городе Вятские Поляны Кировской области в семье служащих. Русский. Его отец, Горбунов Михаил Борисович, работал начальником телефонной станции машиностроительного завода, а мать, Надежда Фёдоровна, экономистом в снабжении на этом же заводе.
В шесть лет Владимир пошёл в школу, учился в начальной школе № 1. Посещал курсы в авиамодельном кружке при Доме пионеров.
В 1956 году семья Горбуновых переехала в город Тулу.
В 14 лет стал чемпионом РСФСР по авиамодельному спорту.
В 1962 году, сразу после окончания школы, шестнадцатилетний Владимир Михайлович собирался поступить в Качинское лётное училище, но получил отказ, так как в лётное училище брали только с 17 лет.
В 1962 г. поступил в Московский авиационный институт, со второго курса занимался также в аэроклубе института.
В 1965 году призван в Советскую Армию, в 1968 г. окончил Качинское высшее военное авиационное училище лётчиков.
В течение пяти лет служил в частях ВВС СССР.
В 1974 г., окончив Центр подготовки лётчиков-испытателей ВВС, переведён в 8-й Государственный НИИ ВВС им. Чкалова на лётно-испытательную работу; одновременно продолжил образование в Московском авиационном институте, который окончил в 1978 г.
С ноября 1982 г. перешёл на лётно-испытательную работу в Лётно-исследовательский институт имени М. М. Громова, одновременно — лётчик-инспектор Управления лётной службы Министерства авиационной промышленности СССР.
В период 1984—1986 гг. был заместителем начальника Лётно-испытательного центра по лётной части — начальником комплекса.
С 1991 г. — на лётно-испытательной работе в ОКБ имени А. И. Микояна.
В 1996 г. вышел в запас, с 1997 г. стал старшим лётчиком-испытателем ОКБ. Живёт в городе Жуковский Московской области.За более чем 20-летнюю лётно-испытательную работу участвовал в государственных испытаниях самолётов семейств МиГ (МиГ-23, МиГ-25ПД, МиГ-27К, МиГ-29, МиГ-31, МиГ-АТ и их модификаций) и Су (Су-17М3).
На многих самолётах выполнил первый полёт: МиГ-21-93 (1995), МиГ-29СМТ (1998), МиГ-29УБТ (1998).