Владимир Белокуров родился 25 июня (8 июля) 1904 года в селе Нижний Услон (ныне - Верхнеуслонский район Татарстана, Россия), (по другим источникам - в Казани), в многодетной семье сельского священника. Учился в казанской гимназии, затем работал униформистом в местном цирке, затем в оперетте у антрепренёра Григория Розенберга.
В 1918 году окончил театральное отделение Высшего института народного образования в Казани. После окончания института работал в труппе И. Н. Певцова в Казанском драматическом театре (ныне Казанский академический русский Большой драматический театр имени Качалова). Дебютировал в пьесе Д. C. Мережковского «Павел I», в роли поручика Долгорукого.
В 1920 году поступил в Казанскую губернскую драматическую студию при Большом драматическом театре под руководством З. М. Славяновой, после окончания которой был принят в труппу Казанского Большого друматического театра. В это же время начал преподавать в Татарском театральном техникуме.
В 1919—1923 годах в казанском театре Владимир Белокуров сыграл Костылёва в «На дне» М. Горького, Яшу в «Вишнёвом саде» А. П. Чехова, Шприха в «Маскараде» М. Ю. Лермонтова, Кудряша в «Грозе» А. Н. Островского.
В 1924 году уехал из Казани в Москву.
В возрасте 20 лет Владимир Белокуров перебрался в Москву и поступил в Театр имени МГСПС — будущий Театр имени Моссовета. Однако проработал меньше года, и осенью 1924 года перешёл в Театр Революции (ныне Московский академический театр им. Вл. Маяковского), который к этому времени уже покинул В. Э. Мейерхольд, но где всё ещё шли поставленные им пьесы. Белокуров сыграл в одной из них — роль Белогубова в «Доходном месте» Островского, за что был отмечен рецезентами и самим Мейерхольдом. Следующим важным этапом в работе артиста стало сотрудничество с режиссёром А. Д. Поповым: Белокуров получил хорошие отзывы за исполнение ролей партийца Андрона в «Моём друге» Н. Ф. Погодина и Меркуцио в «Ромео и Джульетте» Шекспира.
В Театре Революции Владимир Белокуров прослужил 12 лет, сыграл более тридцати ролей, в основном в пьесах современного репертуара. В это время он начал заниматься педагогической деятельностью в театральной школе юниоров и в училище при Театре Революции, а также сниматься в кино. Первой его киноработой стала роль аудитора-заики в фильме Василия Фёдорова «Мёртвый дом» (1932), снятому по роману Ф. М. Достоевского.
В 1936 году Владимир Белокуров пришёл в Московский художественный академический театр, где проработал всю оставшуюся жизнь. Всего во МХАТе Белокурову довелось сыграть 51 роль. Одна из первых ролей нового артиста — Лёнька в «Земле» Н. Е. Вирты — обратила на себя внимание, и Белокурова начинают вводить в текущий репертуар. Среди первых ролей Белокурова во МХАТе — Отшельников в «Половчанских садах» Л. М. Леонова (1938). В пьесе А. С. Грибоедова «Горе от ума» (1940) Белокуров воплотил образ победителя-подлеца Молчалина. Среди других ролей — Родэ («Три сестры» А. П. Чехова, 1940).
Большую известность принесла актёру роль Чичикова, ставшая классической в репертуаре МХАТа. Впервые в этой роли Белокуров вышел на сцену за несколько дней до начала войны, заменив В. О. Топоркова. Спектакль «Мёртвых душах» в инсценировке М. А. Булгакова был поставлен в 1932 году В. Г. Сахновским и Е. С. Телешевой под художественным руководством К. С. Станиславского и к 1941 году стал одним из главных в репертуаре. Ввод нового исполнителя на такую роль в первом театре страны, естественно, вызвал большой интерес, тем более что спектакль собрал почти всех самых ярких исполнителей Художественного театра. Белокуров — Чичиков получил широкое признание у зрителей и критиков, актёр ввёл собственную оригинальную трактовку этого образа. Эта роль оставалась в репертуаре актёра более тридцати лет. Когда много позже, в 1960 году, кинорежиссёр Л. З. Трауберг взялся за поставку фильма по мотивам спектакля, на роль Чичикова, естественно, был приглашён Владимир Белокуров. Спектакль «Мёртвые души» относится к шедеврам Художественного театра и стал темой множества исследований и публикаций.
В том же 1941 году, но уже после начала войны, вышел кинофильм «Валерий Чкалов» (1941), в котором Владимир Белокуров сыграл прославленного лётчика. Фильм имел огромный успех, так как вселял оптимизм, укреплял веру в победу. У Владимира Белокурова появились перспективы стать успешным киноактёром — исполнителем романтико-героических ролей, но как оказалось в дальнейшем, этот путь был не для него.
В годы Великой Отечественной войны Владимир Белокуров продолжал работать в театре и сниматься в кино. Так, в 1943 году он сыграл Гетманова в «Глубокой разведке» А. А. Крона. А в 1945 году на экраны вышел один из первых советских военных детективов «Поединок», где Белокурову досталась роль матёрого диверсанта. Роль была своеобразной, актёру приходилось сыграть три разных характера, и Белокуров блестяще справился с этой задачей, закрепив за собой репутацию острого, разнопланового, хара?ктерного актёра.
Последовали и новые театральные работы: Яша в «Вишнёвом саде» (1945), где Белокуров создал собственные оригинальные трактовки, лакей Григорий («Плоды просвещения» Л. Н. Толстого, 1951), Лопахин («Вишнёвый сад», 1958), Нечай («Над Днепром» А. Е. Корнейчука, 1961), Городничий («Ревизор» Н. В. Гоголя, 1967), Гровс («Обратный счёт», 1970) и др.
Владимир Белокуров постоянно снимался в кино с 1932 года. Всего он сыграл в пятидесяти фильмах. Кроме ярких ролей в фильмах «Валерий Чкалов» (1941) и «Поединок» (1945), важные киноработы в послевоенной карьере Владимира Белокурова: один из главарей Третьего рейха Мартин Борман в фильме «Секретная миссия» (1950) и академик С. А. Чаплыгин в «Жуковском» (1950). Владимир Белокуров — мастер киноэпизода и второплановых ролей. Особенно яркие его работы: боцман в «Полосатом рейсе» и персонажи в трилогии о «неуловимых мстителях», в каждой из частей которой Белокуров исполнил небольшие, но запоминающиеся роли: отец-философ, конферансье, «лохматый император» в дуэте с «лысым императором» Р. А. Быкова — в то время как роли остальных актёров были «сквозными». Особенно запомнился он зрителям в роли Левы Задова в экранизации повести А.Н.Толстого "Хмурое утро", породившей ряд крылатых фраз: "Я Лева Задов, со мной шютить не надо!", "Засыписся, котик!", "Я бью два раза - раз по голове, другой по крышке гроба", "Выдь у тамбур" и т.д.
В 1956 году Белокуров попробовал себя в режиссуре, совместно с Н. Д. Ковшовым поставив спектакль по пьесе А. Д. Салынского «Забытый друг».
Кроме работ в театре и кино, Белокуров снимался на телевидении (роль хитреца Вассеркопфа в телепостановке Татьяны Забаровской «Верните плату за обучение»), записывался на радио, выступал на эстраде.
Преподавательская деятельность Владимира Белокурова продолжалась более 40 лет. В 1934—1948 годах он преподавал в ГИТИСе, в 1944 году выпустил курс, составивший основу Театра имени А. П. Чехова в Таганроге. В 1946 года Белокуров получил звание профессора кафедры актёрского мастерства ГИТИСа. В этом же году начал преподавать во ВГИКе.
Среди учеников Владимира Белокурова:
Владимир Белокуров умер 28 января 1973 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (участок № 7).