Владимир Евгеньевич Фортов родился 23 января 1946 года в городе Ногинске Московской области.

Его отец, Евгений Викторович, инженер-подполковник, работал главным энергетиком 30-го Центрального научно-исследовательского института. Мать, Галина Ивановна, преподавала историю в средней школе.

В 1968 году Фортов с отличием окончил Московский физико-технический институт по специальности "Термодинамика и аэродинамика", в том же году поступил в аспирантуру МФТИ.

В 1971 году досрочно защитил кандидатскую диссертацию на тему "Теплофизика плазмы ядерных ракетных двигателей". В 1976 году защитил докторскую диссертацию на тему "Исследование неидеальной плазмы динамическими методами".

В 1971 году Владимир Фортов получил должность младшего научного сотрудника в секторе горения и взрыва филиала Института химической физики Академии наук СССР (ныне Институт проблем химической физики РАН) в поселке Черноголовка Ногинского района, затем стал заведующим лабораторией. Работал по темам и направлениям, связанным с теплофизикой импульсных воздействий, физикой плазмы, решал задачи, связанные с оборонной наукой.

С 1982 года — профессор по специальности "Химическая физика, в том числе, физика горения и взрыва".

С 1986 года по 1992 год он работал заведующим отделом Института высоких температур АН СССР (ныне — ОИВТ) и по совместительству в Институте химической физики в должности заведующего лабораторией.

В 1987 году Фортов был избран членом-корреспондентом АН СССР по специальности "Теплофизика" Отделения физико-технических проблем энергетики, а в 1990 году — и по Отделению общей и технической химии.

В 1991 году Владимир Фортов стал академиком РАН. В этом же году занял пост заведующего кафедрой теплофизики экстремальных состояний Московского физико-технического института.

С 1996 года по 2001 год Фортов — вице-президент РАН. В августе 1996 года он был назначен председателем Государственного комитета РФ по науке и технологиям, затем — министром науки и технологий, одновременно до марта 1997 года являлся заместителем председателя правительства РФ. В марте 1998 года Фортов вышел в отставку в составе кабинета Виктора Черномырдина.

С 2001 года — академик-секретарь Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН.

18 апреля 2013 года бюро Отделения физических наук (ОФН) РАН и президиум Уральского отделения академии выдвинули академика Владимира Фортовав качестве кандидата на выборах президента РАН, которые состоятся 29 мая 2013 года.

Академиком Фортовым опубликовано более 500 научных работ и 30 монографий, переведенных на иностранные языки.

Научные исследования Владимира Фортова имеют фундаментальное значение для развития импульсной и промышленной энергетики, космической физики, управляемого термоядерного синтеза, ракетной техники и ряда специальных приложений. Им разработаны генераторы мощных ударных волн и экспериментальные методы изучения физических свойств вещества при экстремальных параметрах с использованием взрывчатых веществ, лазерных, релятивистских электронных и ионных пучков.

В историю РАН вошли его работы по созданию научных основ защиты космического аппарата при реализации международного проекта "Вега" — изучению кометы Галлея.

Владимир Фортов является членом Научно-технического совета госкорпорации "Роснано" и Консультативного научного совета инновационного центра "Сколково".

Представитель России в Исполнительном комитете Международного общества по физике высоких давлений (AIRAPT). Избран членом ряда престижных академий и научных обществ, почетный член ряда университетов стран мира.

Главный редактор международных журналов "В мире науки" и "Теплофизика высоких температур" и член редколлегий ряда международных и российских журналов.

Фортов — лауреат Государственных премий СССР и РФ, премий правительства СССР и РФ. Награжден орденом Трудового Красного Знамени СССР, орденом "За заслуги перед Отечеством" Ш и IV степени, орденом Почета, орденом Дружбы, и др.

Имеет государственные награды иностранных государств: кавалер ордена Почетного легиона Франции, ордена "Крест за заслуги" I степени (ФРГ), ордена Королевы Виктории (Великобритания).

Удостоен ряда международных научных премий.

В апреле 2013 года Владимир Фортов стал лауреатом Международной энергетической премии "Глобальная энергия" за исследование свойств материалов в условиях высоких температур.

На общем собрании РАН 29 мая 2013 года Владимир Фортов был избран новым президентом РАН.

Фортов — мастер спорта по баскетболу и парусному спорту, кандидат в мастера спорта по шахматам. Участвовал в экспедиционных путешествиях к мысу Доброй надежды, Северному и Южному полюсам.

Женат, есть дочь.