Советский авиаконструктор. Окончил МВТУ (1922). В 1917-1918 техник-чертежник авиационного расчетно-испытательного бюро при аэродинамической лаборатории МВТУ. В 1921-1936 году работал в ЦАГИ. Руководил проектированием крыльев многих самолетов АНТ, внедрением в серию бомбардировщиков АНТ-4, АНТ-6, созданием бомбардировщика АНТ-42 (Пе-8). Петляков - один из организаторов металлического самолетостроения в СССР.
Совместно с Беляевым создал методику расчета свободнонесущего крыла с жесткой обшивкой. С 1936 года - главный конструктор. Начальник конструкторского отдела и первый заместитель директора завода опытных конструкций Центрального аэрогидродинамического института (ЗОК ЦАГИ) Петляков рассчитал крыло знаменитого тяжелого бомбардировщика АНТ-6 (ТБ-3) и возглавил разработку более современного дальнего высотного многомоторного самолета АНТ-42 (ТБ-7 или Пе-8). Летом и осенью 1937 г. он принимал участие в работе советских технических делегаций в США и Франции, завершившейся закупкой лицензий на целый ряд зарубежных самолетов (в том числе и на Дуглас DC-3). Накануне двадцатилетия Октябрьской революции, в 1937-ом был арестован по обвинению "во вредительском затягивание сроков доводки АНТ-42". Летом 1938 г. Петлякову позволили вернуться к работе в Специальном техническом отделе (СТО) НКВД, сформированном из работников авиапромышленности, арестованных по «делу Промпартии» на заводе № 39. Под непосредственным надзором Л.П.Берии в составе СТО организовали КБ-29, фактически целое объединение конструкторских бюро, занимавшихся проектированием новых боевых самолетов. Основную часть коллектива конструкторов составляли заключенные, жившие и работавшие в здании КОСОС ЦАГИ, превращенном в своеобразную тюрьму. Заключенными были и все фактические руководители КБ, включая А.Н.Туполева и Е.В. Напалкова. Так возобновили свою деятельность в авиации такие конструкторы как А.Н.Туполев, В.М. Петляков, В.М.Мясищев, И.Г.Неман, С.П.Королев Е.В. Напалков и другие. Здесь в 1937-1940 году Петляков работал над самолетом Пе-2.
12 января 1942 года при перелете на серийном Пе-2 через Москву Владимир Михайлович Петляков погиб в авиакатастрофе. Конструкторский коллектив возглавил В.М. Мясищев.
Лауреат государственной премии (1941). Награжден орденами и медалями СССР
Самолеты Петлякова