Владимир Левин родился 2 октября 1937 года в Москве.
В 1960 году окончил машиностроительный факультет Московского института химического машиностроения. В 1968 году — режиссёрский факультет ВГИКа (мастерская учебного кино Б. Альтшуллера). В 1970 году защитил диплом. Работал инженером в лаборатории кинодекорационной технологии на киностудии «Мосфильм». Снимает научно-популярные, документальные и игровые фильмы. С 1986 года преподаёт во ВГИКе. Работал в газете «Знамя юности».
Сюжеты большинства фильмов Владимира Левина так или иначе связаны с «детской» темой. Первый игровой фильм «Где ты, Багира?» снял на Одесской киностудии в 1977 году. В том же году приступил к съёмкам фильма «Пионерка Мэри Пикфорд». Вскоре съёмки были прекращены из-за сценария фильма, противоречащего идеологическим принципам советского кино. Сюжет будущего фильма повествовал о советской девочке-пионерке, мечтающей стать звездой экрана и быть похожей на американскую юную актрису Мэри Пикфорд. Съёмки фильма были возобновлены только после распада СССР в 1994 году. Фильм был выпущен в 1995 году. Следующий фильм «К своим» снял спустя 6 лет в 1983 году. Затем работал в ЦСДФ, где снимал документальные и научно-популярные фильмы, среди которых 40-минутный короткометражный фильм «Жил-был Матвей».