Владимир Николаевич Тонков родился в с. Коса Чердынского уезда Пермской губернии (сейчас — районный центр в Коми-Пермяцком округе).
Окончил Чердынское городское училище (город Чердынь), затем учился в Пермской гимназии с 1886 по 1890 гг.
В 1895 году окончил Императорскую Военно-медицинскую академию.
В 1920-е годы основал советскую анатомическую школу.
Стал одним из основоположников функционального направления в советской анатомии.