Владимир Шаталов родился 8 декабря 1927 года в городе Петропавловск, Казахстан. Мальчик вырос в семье железнодорожника. Перед началом Великой Отечественной войны окончил шесть классов средней школы № 4 в Санкт-Петербурге.
На фронте находился рядом с отцом полтора месяца, а затем отправился в родной город Петропавловск, куда уехала в эвакуацию семья. Там закончил восьмилетку, после чего поступил в Воронежскую специальную школу Военно-воздушных сил, которую закончил в 1945 году.
В Советской Армии с 1945 года. В том же году поступил в Качинское военное авиационное училище летчиков, которое окончил в 1949 году. Служил летчиком-инструктором в Качинском училище, затем командиром эскадрильи, заместителем командира авиационного полка на других должностях в авиационных частях Военно-воздушных сил СССР.
В 1956 году окончил Военно-воздушную академию имени Юрия Гагарина. Работал летчиком инструктором. Приказом Главнокомандующего ВВС № 14 от 10 января 1963 года зачислен в Центр Подготовки Космонавтов в качестве слушателя — космонавта. В течении двух лет проходил общекосмическую подготовку. Изучил конструкцию и правила эксплуатации кораблей «Восток ЗА», «Восход», «Восход 2», 7К. В середине января 1965 года после сдачи экзаменов получил квалификацию «космонавт ВВС» и назначен на должность космонавта 2-го отряда.
В первом космическом полете, проходившем с 14 по 17 января 1969 года Владимир Шаталов впервые осуществил ручное сближение и стыковку с кораблем «Союз 5». Тем самым, впервые в мире создана экспериментальная космическая станция и осуществлен переход через открытый космос космонавтов. Продолжительность полета составила: 2 суток 23 часа 20 минут 47 секунд.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 января 1969 года за полет на космический корабле «Союз 4» и обеспечение первого в мире перехода космонавтов из корабля в корабль полковнику Шаталову Владимиру Александровичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
Второй полет в космос Шаталов совершил с 13 по 18 октября 1969 года совместно с Алексеем Елисеевым в качестве командира космического корабля «Союз 8». Это являлось групповым полетом трех космических кораблей «Союз 6», под командованием Георгия Шонина, «Союз 7», командир Анатолий Филипченко и «Союз 8», где отрабатывалось взаимное маневрирование кораблей в ручном режиме с использованием автономных навигационных измерений. Продолжительность полета составила: 4 суток 22 часа 50 минут 49 секунды.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 октября 1969 года за мужество и героизм, проявленные в этом полете, полковник Шаталов Владимир Александрович награжден второй медалью «Золотая Звезда».
Свой третий космический полет Владимир Александрович совершил с 23 по 25 апреля 1971 года совместно с Алексеем Елисеевым и Николем Рукавишниковым в качестве командира корабля «Союз 10». Продолжительность полета составила: 1 сутки 23 часа 45 минут 54 секунды.
После возвращения на землю 26 апреля 1971 года Шаталову присвоено воинское звание «генерал — майор авиации». Через два месяца отчислен из отряда космонавтов в связи с назначением на должность помощника Главнокомандующего Военно — воздушными силами по подготовке и обеспечению космических полетов.
С 3 января 1987 по 19 сентября 1991 года служил начальником Центра подготовки космонавтов имени Юрия Алексеевича Гагарина.
Владимир Александрович уволен в запас 21 мая 1992 года. Избирался депутатом Верховного Совета СССР. В свободное время любил охоту, подводную охоту, лыжи.
Дважды Герой Советского Союза, летчик-космонавт СССР Владимир Шаталов скончался 15 июня 2021 года в возрасте 93 лет.
