Бабушка Владимира Машкова была итальянкой по крови и швейцаркой по паспорту, так что Машкова можно считать на одну четвертую итальянцем. Женщина приехала в Москву строить карьеру педагога, вышла замуж за мужчину с типичными русскими именем и фамилией: Никифор Иванов; от него она родила дочь Наталью, будущую маму актера. Наталья Иванова связала жизнь с кукольным театром, была талантливым режиссером и написала научное исследование, посвященное любимому делу. Она принесла свой труд на суд Сергею Образцову, видному столичному театральному деятелю тех лет. Тот высоко оценил и поручился издать работу, но с одним условием: женщина обязана была вписать его имя в соавторы. Когда Наталья отказалась отдавать половину заслуг, Образцов пригрозил «перекрыть кислород» и выполнил обещание.
В поисках работы Ивановой пришлось переехать из Москвы в Тулу. Там Наталья познакомилась с актером местного кукольного театра Львом Машковым. Женщина уже имела за плечами печальный опыт брака, закончившийся разводом, но обаятельный весельчак и балагур Лев завоевал ее сердце, и в скором времени возлюбленные сыграли свадьбу. Когда Владимир появился на свет, отцу уже стукнуло 40, а мама была лишь на год моложе супруга.
Через пару лет после рождения Владимира у Натальи появилась возможность стать режиссером кукольного театра в Новокузнецке, и семья Машковых отправилась в путь.
Неизвестно, повлияли на характер мальчика сибирские просторы или его нрав свободолюбивый по наследству от бабушки-итальянки, но учился Владимир из рук вон плохо, предпочитая проводить время в компании дворовых мальчишек. Все же два предмета давались подростку легко: музыка и биология. Владимир играл на гитаре, взяв за образец творчество Пола Маккартни и Сьюзи Кватро, а также мечтал стать биологом и даже устроил дома настоящий «живой уголок» с грызунами, вороной и черепахой. И конечно, много времени Владимир проводил за кулисами кукольного театра, наблюдая за работой родителей.
В конце 70-х годов Машковы опять сменили место жительства. Семья переехала в Новосибирск, где Владимир поступил на биологический факультет местного университета, однако спустя год забрал документы и прошел конкурс Новосибирского театрального училища. В училище Машков быстро стал душой компании, сразу зарекомендовал себя как юноша веселый и разбитной: с первого дня учебы ни один день рождения или капустник однокурсников не проходил без его участия.
На одном из праздников он разговорился с однокурсницей, 17-летней Еленой Шевченко; в 1984 году молодые люди сыграли свадьбу. Однако их союз быстро распался: своенравный студент повздорил с беременной женой, а та не упустила случая нажаловаться директору училища, который без колебаний отчислил проблемного студента. Неожиданно получивший свободу Машков уехал в Москву, чтобы попытать удачи на прослушивании МХАТа. Талант актера ему помог развить принявший молодого человека на курс педагог Иван Тарханов. Во время первого года учебы Владимир опять был отчислен, на этот раз из-за драки. Повод был благородным: актер заступился за оскорбленную честь незнакомой девушки, но ректорат МХАТа это не остановило.
В этот раз актер никуда не переезжал, а устроился декоратором в ту же Школу-студию, а спустя год восстановился на курс Олега Табакова.
В 1987 году Машков сыграл первую серьезную роль в спектакле «Матросская тишина». Табаков был так впечатлен игрой 23-летнего ученика, проникновенно вжившегося в образ пожилого еврея Абрама Шварца, что искренне признал: на свет появился Актер!
В 1989 году Машков оказался в постоянной труппе «Табакерки», а в 1990 с успехом окончил школу-студию МХАТ, продолжив играть в театре под руководством Табакова. За образом Шварца последовали роли городничего в спектакле «Ревизор», Дон-Жуана в одноименной постановке, Ивановича и Угарова в «Анекдотах».
А с конца 80-х годов у Владимира Машкова началась карьера в кино. Было сыграно было множество ролей в российских и зарубежных фильмах. Один его киногерой из американского фильма «В тылу врага» стал в 2008 году прототипом протагониста в компьютерной игре «Grand Theft Auto IV (GTA IV)», которая была включена в Книгу рекордов Гиннесса за небывалый в медиа-индустрии результат по продажам. А его последний фильм «Движение вверх» 2017 года, в котором Машков сыграл главную роль тренера советской сборной по баскетболу на Олимпиаде 1972 года в Мюнхене, стал самым кассовым в истории Российского кино. При этом все даже самые опасные трюки в фильмах Машков всегда исполняет, практически, без дублеров.
После кончины мэтра Олега Табакова в апреле этого года Машков был назначен художественным руководителем родной «Табакерки», а с 21 мая и руководителем Московской театральной школы Олега Табакова.