Vladimir Petrov s-a născut pe 30 mai 1947, în Siberia, la Krasnoiarsk. El şi-a început cariera de hocheist în 1965, la Krilia Sovietov, iar doi ani mai târziu s-a transferat la ŢSKA Moscova. Acolo, alături de Valeri Harlamov şi Boris Mihailov a alcătuit una dintre cele mai redutabile linii din istoria hocheiului, supranumită Linia Armată. Cu echipa sa de club, Vladimir Petrov a câştigat nu mai puţin de 11 titluri de campion al URSS. În 1981 s-a transferat la SKA Sankt Petersburg, iar în 1983 s-a retras din activitate. A avut un bilanţ excepţional în prima ligă rusă, marcând 370 de goluri în 585 de partide.
Şi în echipa reprezentativă a URSS are un bilanţ remarcabil, 189 de goluri în 281 de meciuri. Nu mai puţin de 13 ani a jucat în naţională, între 1968 şi 1981. În tot acest timp a participat la 11 ediţii ale Campionatului Mondial, câştigând nouă medalii de aur, una de argint şi una de bronz. De asemenea, a fost campion olimpic cu reprezentativa URSS, în 1972, la Sapporo, şi 1976, la Innsbruck, şi a cucerit argintul la JO 1980, la Lake Placid.