Родился в семье типографского рабочего. Прежде чем стать детским поэтом, успел поработать слесарем и матросом, растирал краски в художественной мастерской и учился портняжить.
Первая книга детских стихов Орлова «Тимошкина гармошка» вышла в 1958 году.
В 1963 году в Ялте встретился с классиком детской литературы С. Я. Маршаком, что стало решающим для развития творчества поэта.
В 1960 году написал первую пьесу.
17 лет возглавлял пресс-центр пионерского лагеря в Сотере под Алуштой.
Был лауреатом премий им. Н. Г. Трублаини, им. В. Г. Короленко, им. Н. Забилы, «Золотой телёнок», Государственной премии АР Крым.
Был активным членом жюри республиканского конкурса на лучшую детскую рукописную книгу «Проба пера».
Сотрудничал с детским журналом «Крымуша», был членом его общественного совета.
По пьесе-сказке Владимира Орлова был поставлен фильм «Золотой цыплёнок», а также одноимённый мультфильм.
На стихи Орлова написано немало популярных песен для детей.
Последняя книга писателя «Еврейское счастье» (шуточные стихи и миниатюры) вышла в 1994 году.
Владимир Орлов скончался 25 ноября 1999 года, похоронен в Симферополе на кладбище Абдал.
