Владимир Николаевич Образцов родился (6) 18 июня 1874 года. В 1897 году окончил Петербургский институт инженеров путей сообщения. С 1901 года начал преподавать в Московском инженерном училище.
С 1919 по 1922 годы он — профессор Московского института гражданских инженеров, с 1923 по 1949 годы — профессор Московского института инженеров железнодорожного транспорта. Начиная с 1939 года, Образцов работал в Академии наук СССР, где возглавлял отдел по научной разработке проблем транспорта. В основном Владимир Николаевич занимался задачей разработки железной дороги, чему посвятил несколько своих трудов. Помогал строительству детских железных дорог.
Во время Великой Отечественной войны на свои деньги преподнёс лётчику 291-го истребительного полка самолёт «ЯК-1». За свои заслуги был награждён тремя орденами Ленина, был дважды лауреатом Сталинской премии. Был членом Всероссийского Центрального исполнительно комитета и депутатом Верховного Совета.
Умер учёный Владимир Николаевич Образцов 28 ноября 1949 года, похоронен на Новодевичьем кладбище.
В Москве есть улица, названная в честь Образцова. Его сын – Сергей Владимирович Образцов — основатель и руководитель театра кукол.