Родился в семье учителей русского языка и литературы Николая Степановича Волосевича и Марии Оскаровны Зейфман (1902—1984), которые вскоре развелись; воспитывался матерью. Сестра Владимова по отцу — Алёна Стонова (в замужестве Кричевская) — после гибели родителей воспитывалась в семье писателя Дмитрия Стонова (Влодавского; 1898—1962). Мать на протяжении многих лет внештатно сотрудничала в «Царскосельской газете» , где вела субботнюю рубрику «Кузьма Припаркин — репортёр» .
В 1953 г. окончил юридический факультет Ленинградского университета.
В 1954 г. выступил как литературный критик, в 1956—1959 гг. был редактором отдела прозы в журнале «Новый мир» .
В 1964 году принял участие в написании коллективного детективного романа «Смеётся тот, кто смеётся» , опубликованного в газете «Неделя» .
В мае 1967 года обратился к съезду Союза писателей с открытым письмом, требуя свободы творчества и публичного обсуждения письма Солженицына против цензуры.
В 1975 году на Западе оказалась рукопись его повести «Верный Руслан» , написанной в 1963—1965 гг. После исключения из Союза писателей СССР в 1977 публиковался за рубежом, в изданиях НТС («Посев» , «Грани» ), руководил московской секцией организации «Международная амнистия» .Под угрозой судебного процесса в 1983 году выехал в ФРГ.
С 1984 по 1986 год был главным редактором журнала «Грани» . Жил и работал в Нидернхаузене.
В период перестройки, начиная с 1989 г., произведения Владимова стали появляться в советских изданиях.
В 1990 году он был восстановлен в советском гражданстве, в 2000 году поселился в писательском поселке Переделкино.
С 1999 года — член комиссии по помилованию при Президенте РФ.Скончался 19 октября 2003 года.Похоронен на Переделкинском кладбище.