Родился 2 сентября 1908 года в селе Хомяково Московской губернии в семье агронома. Учился в техникуме семеноводства, в 1926 году поступил в Ленинградский сельскохозяйственный институт, который окончил в 1931 году.Работал во Всесоюзном институте лекарственных и ароматических растений.
С 1945 года В. Н. Ворошилов работал сотрудником Главном ботаническом саду АН СССР, где сфера его интересов перешла на систематику и флористику.
С 1950-х годов Владимир Николаевич Ворошилов более 20 раз ездил в экспедиции на Дальний Восток. Вместе с Дмитрием Петровичем Воробьёвым и другими дальневосточными исследователями создал гербарий Дальневосточного отделения Академии наук.
В ГБС Ворошилов организовал экспозицию «дикорастущих полезных растений» , а также экспозиции флоры Дальнего Востока.В. Н. Ворошилов сформулировал чёткие границы между понятиями «вид» , «подвид» , «разновидность» , занимался проблемой основных процессов видообразования. Также Владимир Николаевич писал труды по ритмам развития растений, этапам их онтогенеза, фотопериодизме, изучал экологические группы растений Дальнего Востока.
В общей сложности Владимир Николаевич опубликовал свыше 160 трудов, включая 10 монографий.
Он был почётным членом Русского ботанического общества.Скончался В. Н. Ворошилов 6 сентября 1999 года.