Wladimir Jewgrafowitsch Tatlin wurde am 28. Dezember 1885 in Moskau geboren.

Mit 14 Jahren riss Wladimir Jewgrafowitsch Tatlin von zu Hause aus und verdingte sich zeitweise als Schiffsjunge. Er besuchte ab 1902 die Moskauer Schule für Malerei, Bildhauerei und Architektur und ab 1904 die Kunstschule von Pensa. Bereits nach dem Besuch der beiden Kunstschulen gründete er 1911 das Atelier "Der Turm" in Moskau. Im gleichen Jahr kam ein Bühnenbild des jungen Künstlers zur Geltung, indem es bei der Aufführung "Zar Maximilian und sein ungehorsamer Sohn Adolph" von M. M. Tomaschewskij mitwirkte. In den Jahren 1912 und 1913 schuf er Skizzen für Bühnenbild und Kostüme von Michail Glinkas Oper "Ein Leben für den Zaren". Mit seinen Werken beteiligte er sich unter anderem an den avantgardistischen Künstlergruppen "Bund der Jugend", "Mir Iskusstwa", "Eselsschwanz" und "Karobube", mit denen er in der Zeit bis 1914 gemeinsam ausstellte.

Von Picasso stark eingenommen traf er diesen im Jahr 1914 in Paris. Tatlins inständige Bitte um eine Zusammenarbeit wurde von dem großen Meister abgelehnt. Im Winter des gleichen Jahres entstand seine erste dreidimensionale Reliefkonstruktion. Sie war der Anfang einer ganzen Reihe von Bildreliefs, die sich nicht nur durch ihren abstrakten Stil auszeichneten, sondern auch durch eine ungebremste Experimentierlust des Künstlers, der dafür einen bunten Materialmix verwendete. In den folgenden zwanzig Jahren kam Tatlin wenig zum Malen. Er bewegte sich als Bühnenbildner eher auf dem Experimentierfeld. So schaffte er sich in dieser Branche einen Namen, einer unter den Besten zu sein. In der Zeit zwischen 1915 und 1918 entwarf er eine Reihe von Skizzen für Richard Wagners "Fliegenden Holländer".

Weiterhin wirkte er als Möbelbauer. Auf den Ausstellungen "0,10" in Petrograd und "Magazin" in Moskau im Jahr 1916 konnte ein öffentliches Publikum Tatlins Modernität erfahren. Er hängte seine von ihm selbst als "Eck-Konterreliefs" benannten Konstruktionen nicht wie gewohnt an die Wand, sondern ließ sie frei im Raum hängen. Nach der russischen Februar-Revolution im Jahr 1917 war der Künstler mehr denn je gefragt. Er beteiligte sich unter anderem am Neuaufbau der nationalen Kunst und wurde ab 1918 Leiter des Moskauer künstlerischen Kollegiums der Abteilung Bildende Kunst des Volkskommissariats für Bildungswesen. Aber auch als Künstler bekam Tatlin immer mehr Anerkennung durch ein wachsendes Publikum, das dem Konstruktivismus zugeordnet wurde. In den Jahren 1919 bis 1925 hielt sich Wladimir Tatlin in Petrograd auf.

Dort entstand im November 1920 das Modell des Monuments der Dritten Internationale, eine Auftragsarbeit. Geplant war ein Spiralturm, der sich 400 Meter schräg nach oben schrauben sollte. Das Modell wurde nie verwirklicht, macht aber die revolutionäre Kraft des Künstlers deutlich, der in vielen seiner Werken Leben und Kunst miteinander zu verbinden suchte. Tatlin bezeichnete das Design seiner Arbeiten als "Kultur des Materiellen", die die Aufmerksamkeit gegenüber den verwendeten Materialien wecken und verstärken sollte. Diese "Kultur des Materiellen" entwickelte er vor allem während seiner Dozententätigkeit an der Fakultät Holz- und Metallverarbeitung sowie Keramik des Moskauer Wchuteien fort. Im Jahr 1932 präsentierte er der Öffentlichkeit den „Letatlin“, einer von insgesamt drei selbst konstruierten Flugapparaten. Sie machen wiederholt den Träumer im Künstler Tatlin deutlich, der den Traum vom Fliegen träumte.

In der Zeit von 1933 bis zu seinem Tod 1953 war er hauptsächlich als Bühnenbildner tätig, malte aber auch weiterhin – Akte und Stilleben.

Wladimir Jewgrafowitsch Tatlin starb am 31. Mai 1953 in Moskau.