Учился в Ленинградском музыкальном училище имени М. П. Мусоргского по классу баяна, затем ― в Московском музыкально-педагогическом институте имени Гнесиных как баянист (класс Н. Я. Чайкина) и дирижер (класс Н. П. Резникова). После института возглавил оркестр русских народных инструментов Центрального телевидения и Всесоюзного радио. Карьеру симфонического дирижера начал в оркестре Ленинградской филармонии, выступив по приглашению Е.А. Мравинского с его оркестром в 1971 году. В 1971 году прошел аспирантуру при Московской консерватории по классу оперно-симфонического дирижирования у Л. М. Гинзбурга, в 1974 году получил место главного дирижера и художественного руководителя Большого симфонического оркестра Всесоюзного радио и Центрального телевидения (ныне Большой симфонический оркестр имени П. И. Чайковского), которым руководит до наших дней. Ведет активную концертную деятельность, выступает с ведущими симфоническими оркестрами мира. С 1997 по 2005 годы — главный дирижер Венского симфонического оркестра. С 1997 года – постоянный приглашенный дирижер оперного театра Цюриха. С 2000 года — главный приглашенный дирижер Токийского филармонического оркестра. С 2009 года – главный дирижёр Миланского симфонического оркестра им. Джузеппе Верди (La Verdi). Владимир Федосеев преподает с 2004 года в Российской академии музыки имени Гнесиных на кафедре оперно-симфонического дирижирования. С 26 июля 2010 года — член Патриаршего совета по культуре (Русская православная церковь). Член Попечительского совета общины Собора Благоверного Царевича Дмитрия. Награды Заслуженный артист РСФСР (11.07.1968) Народный артист РСФСР (26.10.1973) Народный артист СССР (9.12.1980)