Владимир Петляков учился в Московском высшем техническом училище (сегодняшнем МГТУ им. Баумана) и работал лаборантом в легендарном ЦАГИ под руководством Андрея Николаевича Туполева. При его участии были спроектированы первый отечественный тяжелый бомбардировщик ТБ-1, позже получивший имя АНТ-4, АНТ-20 «Максим Горький», ставший самым большим пассажирским самолётом своего времени, и стратегический бомбардировщик ТБ-7 (будущий Пе-8).

*  Именно эти машины уже в августе 1941 года впервые бомбили Берлин. Специально созданная под этот бомбардировщик пятитонная бомба ФАБ-5000В была сброшена на Кенигсберг тоже с ТБ-7, правда уже переименованного в Пе-8.

*  Во время войны Пе-8 внес большой вклад в битву на Курской дуге, а в июне 1942 года совершил, пожалуй, свой самый важный и секретный полет – доставил Вячеслава Молотова в Лондон и США. Перелет в Великобританию проходил через линию фронта и оккупированную немецкими войсками территорию. В послевоенные годы Пе-8 тоже успел послужить: он участвовал в полярных экспедициях и освоении арктических районов страны. На полярные станции Пе-8 доставлял продовольствие, бензин, а один раз даже перевез вертолет Ми-1.

В октябре 1937 года Петляков был арестован вместе со своим наставником Андреем Николаевичем Туполевым. Его направили в т.н. «шарашку» - закрытое КБ (ЦКБ-29). Там ему поручили создать высотный истребитель с названием «100» для защиты ТБ-7 при полетах в тыл противника. Разработка прошла успешно, но в последний момент руководство изменило требования к машине, которую следовало переделать под пикирующий бомбардировщик. Через 45 дней, в рекордный срок, Петляков представил чертежи новой машины. Самолёт был сразу принят на вооружение, а конструктор получил досрочное освобождение и снятие судимости. Всех участников создания Пе-2 освободили в 1940 г., а в январе 1941 г. В.М.Петлякову вручили Сталинскую премию I-й степени.

После освобождения Петлякова назначили главным конструктором авиастроительного завода №124 им.Орджоникидзе в Казани, где и собирались новые самолёты. «Пешка», как ласково именовали эту машину  в Красной армии, обладала самой большой скоростью и высотой полёта среди «собратьев». Она могла появляться стремительно и неожиданно, атакуя с большой высоты, и безнаказанно уходить от истребителей Люфтваффе.

* Конструкция оказалась весьма технологична и легко воспринимала различные модификации в зависимости от требований заказчиков. Его модернизацией занимались такие выдающиеся конструкторы, как А.Изаксон, А.Путилов, В.Мясищев и др. Всего, по подсчетам известного историка авиации Б.Шаврова, до 1945 г. на базе Пе-2 было создано 22 различные модификации, включая скоростные истребители, дальние бомбардировщики, штурмовики, торпедоносцы и даже такой экзотический самолет, как «Параван», предназначенный для разрезания тросов аэростатов заграждения.

12 января 1942 года Владимир Михайлович совершал перелёт в Москву из Казани. На докладе в Кремле он собирался лично убедить руководство страны вернуть с фронта ценных инженеров и специалистов, чтобы выполнять норму поставок самолётов и минимизировать брак на производстве. К сожалению, спустя 40 минут полёта, его самолёт потерял управление и разбился близ деревни Мамешево в Нижегородской области. Похоронили его на центральной аллее Арского кладбища в Казани.