Владимир Васильевич Гостюхин родился 10 марта 1946 года в Свердловске. Выбор актерской профессии был не случаен. Отец Владимира Гостюхина – Василий Павлович – руководил Домом культуры в Алапаевске, был одним из основателей Уральского народного хора.
В 1970 году Владимир Гостюхин окончил Государственный институт театрального искусства им. А. В. Луначарского. В том же году сыграл первую роль в кино – Мирков в фильме «Был месяц май». В настоящее время в списке фильмов с участием актера более шестидесяти названий.
После службы в армии работал в Центральном академическом театре Советской Армии. В 1982 году ему присвоено звание Заслуженного артиста России и вручен приз за лучшую мужскую роль (Виктор Белов в фильме «Охота на лис») на международном кинофестивале в Сан-Ремо. В этом же году Владимир Гостюхин переехал в Минск и с тех пор работает в Минском Театре-студии киноактера.
В 1988 и 1989 годах на кинофестивалях «Созвездие» в Калинине Владимир Гостюхин признан лучшим актером СССР. В 1990 году удостоен приза за лучшую мужскую роль (фильм «Наш бронепоезд») на международном кинофестивале в Сопоте. В 1996 году ему присвоено звание Народного артиста Белоруссии.
Владимир Гостюхин – лауреат Государственных премий СССР, Российской Федерации и Белорусской ССР, лауреат премии Ленинского комсомола.