Родился 10 февраля 1938 года в местности Балагасы, что в 20 км от современного села Ломтука Мегино-Кангаласского улуса. В 1956 году, закончив с золотой медалью Майинскую среднюю школу, поступил в Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана.
В 1962 году, после успешного окончания, получив специальность "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты", начал свою трудовую деятельность в Якутском филиале Сибирского отделения АН СССР в должности лаборанта, затем руководителя группы хладостойкости машин и металлоконструкций на Крайнем Севере. Используя естественные низкие температуры, он получил оригинальные результаты в области работоспособности машин и металлоконструкций в суровых северных условиях, защитив в 1967 году диссертацию на тему "Хрупкие разрушения сварных соединений в условиях северо-востока СССР" на соискание ученой степени кандидата технических наук на заседании спецсовета при Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР.
В 1968 году Владимир Петрович организовал и возглавил лабораторию сварки отдела хладостойкости Якутского филиала СО АН СССР. При его непосредственном активном участии в 1970 году создан самый северный научно-исследовательский академический институт технического профиля - Институт физико-технических проблем Севера СО АН СССР, на базе которого впоследствии созданы Институт горного дела Севера, Институт неметаллических материалов и Институт проблем нефти и газа СО РАН.
Результаты теоретических исследований и экспериментов, проведенных В. П. Ларионовым, получили всестороннее отражение в различных научных публикациях в стране и за рубежом и были обобщены в докторской диссертации на тему "Технология сварки низколегированных сталей для конструкций в северном исполнении", защищенной в 1983 году. В 1987 году он утвержден в ученом звании профессора.
В 1986 году Владимир Петрович был избран директором и являлся бессменным руководителем института до последних дней своей жизни.
Основанная еще в 80-е годы В. П. Ларионовым научная школа в области разработки фундаментальных основ обеспечения низкотемпературной прочности и долговечности сварных металлических конструкций является ведущей научной школой в области северного материаловедения и технологий. Он был руководителем ряда интеграционных проектов академических институтов и вузов Российской Федерации, установив тесные научные связи с научными учреждениями, учеными и специалистами США, Германии, Канады, Китая, Японии, Кореи, Чехии, Словакии, скандинавских стран.
В 1986 г. В. П. Ларионову была присуждена премия Совета Министров СССР в области науки и техники за разработку и внедрение в производство прогрессивных технологических сварочных процессов и высокоэффективных конструкционных и сварочных материалов, позволяющих изготавливать в тяжелом машиностроении крупногабаритные сварные конструкции. В 1988 г. ему присуждается звание "Заслуженный деятель науки Якутской АССР". В 1990 г. избирается членом-корреспондентом Академии наук СССР, в 1997 г. за выдающиеся результаты в научной деятельности он избирается академиком Российской академии наук.
Признанием огромных достижений Владимира Петровича, его широкой международной известности и большого научного авторитета явилось его избрание действительным членом Академии наук Республики Саха (Якутия), Российской академии естественных наук, Академии Северного Форума, Азиатско-тихоокеанской академии материалов, Международной и Российской инженерных академий.
Под его научным руководством защищено 10 докторских и 30 кандидатских диссертаций. Им опубликовано более 300 научных трудов, в т.ч. 17 монографий.
Результаты его исследований нашли практическое применение в крупнейших машиностроительных объединениях союзного и российского масштаба, как Уралмаш, Белаз, Крастяжмаш, Ижорский завод, а также для решения практических инженерных задач таких крупных производственных предприятий Республики Саха (Якутия), как АЛРОСА, ННГК "Саханефтегаз", АК "Якутзолото", ГУП "Якутуголь" и т.п.
В. П. Ларионов дважды избирался председателем Президиума Якутского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук. Благодаря выдающимся способностям Владимира Петровича - он в тяжелейшей обстановке нашел пути к сохранению центра, его целостности, в нем сотрудники центра всегда находили поддержку и опору.
Он являлся председателем Совета Якутского регионального координационного центра научно-социальной программы для молодежи и школьников "Шаг в будущее" Российской Федерации, членом Бюро Национального комитета по сварке, Президиума Российского сварочного научно-технического общества, председателем диссертационного совета по присуждению ученой степени доктора технических наук по трем специальностям.
Активная плодотворная научная, научно-организационная и общественная деятельность была высоко оценена высшими государственными наградами. Был награжден орденами "Дружбы народов", "Знак почета", "За заслуги перед Отечеством" и многими медалями.