Поляк, сын подъесаула.
C 1928 года на работе в органах ОГПУ.
Член ВКП(б) с 1931 года.
12 мая 1943 года возглавил следственную часть по особо важным делам НКГБ (МГБ) СССР
18 марта 1953 года был назначен начальником следственной части по особо важным делам МВД СССР.
Один из наиболее одиозных следователей НКВД, широко применявших методы физического воздействия и прямые убийства (посла в Китае Бовкуна и др.). Практически все дела в отношении партийного, военного и хозяйственного руководства шли через Влодзимирского.
Летом 1953 года арестован как «член банды Берии». Вместе с Л. П. Берией и другими осуждён Специальным Судебным Присутствием Верховного Суда СССР к расстрелу 23 декабря 1953 года. В тот же день расстрелян.
29 мая 2000 года, рассмотрев обращение родственников осуждённых Специальным Судебным Присутствием Верховного Суда СССР с просьбой о реабилитации, Военная коллегия Верховного Суда РФ вынесла Определение № бн-00164/2000, в котором, в частности говорится:
В соответствии с приговором суда лишён всех государственных наград.