Игорь Петрович Владимиров родился 1 января 1919 года в Екатеринославе (ныне Днепропетровск). В 1943 году закончил Ленинградский кораблестроительный институт, однако вскоре понял, что его призвание – театр. Поступил на актёрский факультет Ленинградского театрального института, который окончил в 1948 году.
После окончания института был принят в труппу Ленинградского театра им. Ленинского комсомола, где играл роли молодых героев. Творческую судьбу во многом определила встреча с Георгием Товстоноговым, возглавившим театр в 1949 году. Молодой актёр не только был занят в спектаклях Георгия Товстоногова, но и приобщился к азам режиссёрской профессии, ассистируя мастеру.
В 1960 году Владимиров был назначен главным режиссёром в Театр им. Ленсовета, переживавшего тогда творческий кризис после ухода художественного руководителя Н.Акимова. Театром им. Ленсовета Игорь Петрович руководил до конца своей жизни.
К 1960 году творческая индивидуальность Игоря Владимирова сформировалась вполне отчетливо. Чувство юмора режиссёра, умение работать с музыкальной партитурой спектакля, ориентация на работу с молодёжью определили новое лицо театра им. Ленсовета, вырвавшегося на новый виток своего развития.
Одной из самых главных удач стал приход в труппу театра Алисы Фрейндлих, чьё имя на долгие годы стало неразрывно связанным с театром и наиболее весомыми работами режиссёра Владимирова. Театр им. Ленсовета внес новые черты в театральную палитру Ленинграда того времени с самого начала работы Владимирова.
Весь период работы в театре им. Ленсовета Игорь Петрович уделял очень много внимания формированию труппы. Режиссёр приглашал в свой театр талантливых актёров, замеченных им на провинциальных сценах, таких как Алексей Петренко, Ефим Каменецкий, Галина Никулина.
Среди учеников Владимирова, выросших на сцене театра им. Ленсовета в серьёзных мастеров сцены, – М.Боярский, Л.Луппиан, О.Леваков, И.Мазуркевич, Е.Баранов, В.Матвеев, А.Пузырев, Т.Яковлева, Е.Филатов и многие другие. Фактически это несколько поколений актёров, выращенных режиссёром Игорем Владимировым.
Он был дважды женат - на актрисах Зинаиде Шарко и Алисе Фрейндлих. В браке с Алисой Фрейндлих у него родилась дочь – Варвара.
Умер Игорь Петрович Владимиров 21 марта 1999 года в Санкт-Петербурге.