российский художник, сценарист и режиссер. Родился в семье врача Григория Осиповича Сутеева (1879—1960), выпускника Московского университета, впоследствии доктора медицинских наук, профессора, видного советского дерматовенеролога, миколога, удостоенного Сталинской премии за вклад в исследование актиномикоза. Мать — Зинаида Васильевна Сутеева. Отец увлекался живописью, пением, выступал с концертами в Благородном собрании. Был близким другом Степана Эрьзи, для которого позировала его жена и который оказал большое влияние на Владимира; уже после смерти Г. О. Сутеева его заметки и воспоминания о друге были изданы в виде книги «Скульптор Эрьзя». Младший брат - Вячеслав Сутеев - режиссер научно-популярных и учебных фильмов.
Поступил в 11-ю мужскую гимназию, а в последних классах учился уже в советской школе. С 14 лет подрабатывал: рисовал диаграммы для выставок здравоохранения, дипломы для победителей спортивных соревнований, работал санитаром в первом коммунистическом красноармейском госпитале, инструктором физкультуры в младших классах школы. Начинал учиться на инженерно-строительном факультете Московского высшего технического училища, но победила страсть к рисованию. Был амбидекстром, то есть одинаково владел правой и левой рукой, причём одновременно одной мог писать, а другой — рисовать. Первую известность получил как художник-карикатурист.
Заслуженный деятель искусств РСФСР (1965). С 1923 г. работал в печати как художник-иллюстратор, оформлял книги для детей. В 1928 г. окончил декоративный факультет Государственного техникума кинематографии. Работал в мультмастерской кинофабрики «Межрабпомфильм». В 1936-1948 гг. – режиссер киностудии «Союзмультфильм». Принимал участие как художник-мультипликатор в создании первых рисованных фильмов – «1905-1925» (1925) и др. В 1931 г. совместно с режиссером Л. Атамановым поставил мультфильм «Улица поперек». Был режиссером и сценаристом фильмов: «Сказка про белого бычка» (1933, совместно с Л. Атамановым), «Клякса в Арктике» (1935, совместно с Л. Атамановым, Д. Бабиченко, А. Беляковым), «Колобок» (1937), «Шумное плавание» (1938), «Муха Цокотуха» (1941). В фильмах «Отважный моряк» (1937) и «Стрела улетает в сказку» (1955) выступал как сценарист и художник. Автор сказок для детей, которые переведены более чем на 30 иностранных языков и широко экранизировались. По его сценариям поставлен ряд мультфильмов, которые завоевали большое признание и удостоились премия на Международных кинофестивалях: «Когда зажигаются елки» (1950), «Волшебный магазин» (1953), «Снеговик-почтовик» (1956), «Кораблик» (1956), «Петя и Красная Шапочка» (1958), «Кто сказал мяу?» (1962), «Кот-рыболов» (1964), «Хвосты» (1966) и др.