Владимир Маренков родился 12 декабря 1926 года в Москве.
Участник Великой Отечественной войны. Окончил Всесоюзный государственный институт кинематографии (1953, мастерская С. Герасимова и Т. Макаровой). Был актёром Московского драматического театра им. К. С. Станиславского (1945-1947), Театра-студии киноактёра (1953-1988), театра-студии «Время».
В кино с 1951 года. Будучи студентом, снялся в роли тракториста Комова, в фильме своего учителя, режиссёра Сергея Герасимова «Сельский врач». Наиболее активно снимался в 1960-х - 1970-х годах, им были сыграны многие персонажи более чем в восьмидесяти лентах разных режиссёров. Среди его работ: Иван Жаркий («Павел Корчагин»), Костя Маркушев («Председатель»), курсант Туз («Щит и меч»), Джек Вудли («Жизнь и удивительные приключения Робинзона Крузо»), Егорыч («Экипаж машины боевой»), офицер Первой дивизии в польском фильме «До последней капли крови».
Скончался 25 апреля 2003 года в Москве. Похоронен на Ваганьковском кладбище.