Будущий академик родился в Петербурге, в семье потомственных ученых.
Дед Владимира, Василий Иванович Вернадский, участвовал в переходе Суворова через Альпы в должности военного врача, за что впоследствии был награжден дворянским титулом.
Образование, полученное Вернадским в питерской гимназии, было блестящим . Об этом можно судить уже по тому, что выпускник мог писать и изъясняться на трех языках, а читать – на пятнадцати, включая публикацию научных трудов и лекции за рубежом. В гимназии Владимир Иванович постиг азы философии и истории религии, что стало первой ступенькой на пути к его участию в становлении течения русского космизма, сторонником которого Вернадский являлся в зрелом возрасте. В Петербургском университете в 1881 году ему посчастливилось посещать лекции Менделеева, которые воодушевляли студентов, укрепляли их уверенность в себе и учили их достойно преодолевать трудности.В 1882 г при университете было создано научно-литературное общество, в котором Вернадский имел честь руководить минералогией. Профессор Докучаев обратил внимание на то, что юный студент учится наблюдать природные процессы.
На должности преподавателя Владимир Иванович проработал без малого двадцать один год. В 1891 году молодой ученый защитил магистерскую диссертацию, а в 1897 году – докторскую диссертацию и стал доктором и профессором минералогии. В перерыве между двумя диссертациями Вернадский много путешествовал. С научными экспедициями он объездил всю Россию, Европу, проводя геологические изыскания.
4 мая 1906 г. Владимир Иванович стал минералогическим сотрудником Петербургской Академии наук. Здесь же он был избран заведующим минералогическим отделом Геологического музея. А в 1912 году Вернадский стал академиком.
В 1909 году на XII съезде естествоиспытателей Владимир Иванович прочел доклад о совместном нахождении минералов в земной коре, заложив основы новой науки – геохимии.
Путешествуя по миру, ученый собирает и привозит домой самые разнообразные коллекции камней. А в 1910 году итальянский естествоиспытатель назвал обнаруженный Владимировым Ивановичем минерал «вернадскитом».
В годы преподавания в Московском университете профессор провел колоссальную работу, изменив существовавшее до того времени представление о минералогии. Ученый отделил минералогию от кристаллографии, связав первую науку с математикой и физикой, а вторую – с химией земной коры и геологией.
Весь мысленный опыт, накопленный человечеством в конце XIX века, требовал систематизации знаний о «живом слое земли». Многие мыслители интересовались разнообразием взаимосвязей между живыми организмами и окружающей их средой еще в средние века. Самым термином «биосфера» наука обязана Зюссу, австрийскому геологу, предложившему его в 1875 году.
Но Вернадский был основоположником учения о биосфере: Владимир Иванович первым определил его составные части. Учение Вернадского основано на глубоких познаниях русского ученого в области биологии, биогеохимии и других наук, без которых невозможно системное понимание процессов, происходящих в живой природе. Перед периодом работы над своим фундаментальным учением автор изложил свои основы в научных трудах в области химии, минералогии, биохимии. Само учение о биосфере как самостоятельное научное произведение было создано в 1926 году.
В 1921 году ученый получил должность заведующего отделом метеоритов Минералогического музея, стал организатором научной экспедиции в Сибирь, где упал Тунгусский метеорит. Жизнь стала налаживаться, и Вернадский верил, что может спокойно посвятить себя любимой работе: науке. Но вскоре его арестовали и объявили шпионом. Ему не пришлось долго ждать освобождения, но только благодаря тому, что его защищали сокурсники Ольденбург и Карпинский. Они обратились к Ленину и Луначарскому с соответствующими телеграммами.
Вернадский утверждал, что биосфера — это активная, саморазвивающаяся и организованная система. Организация обеспечивается за счет миграции химических элементов, на которые влияет главный источник жизни: солнечная энергия. Ученый утверждал, что в единую планетарную экологическую систему входит биосфера, которая находится в непосредственном контакте с другими геосферами.
Постепенно профессор сформулировал определение самого понятия «ноосфера». Он считал, что это измененная биосфера, образовавшаяся в результате воздействия на нее человека. Ученый твердо верил, что человечество способно совершать общие разумные действия и не только для удовлетворения собственных желаний и потребностей, но и для создания гармонии и баланса на планете, для изучения и поддержания экологии Земли на нормальном уровне.
Вернадский считал, что в будущем люди смогут грамотно организовать государственную и общественную жизнь, в которой творчество и новаторство станут приоритетом. Он мечтал, что у человечества будет достаточно разума, чтобы преобразовать Землю по законам биосферы, и только после этого ноосфера будет состоять из органического мира, космического пространства, всех геосфер, усиленных разумным человечеством.
В 1940 году академик возглавил комиссию по урану, фактически став основателем ядерной программы Советского Союза.
В начале двадцатого столетия Вернадский помогал организовывать бесплатные столовые для страдающих от голода крестьян, участвовал в работе земских съездов, был избран в Государственный Совет российского парламента, а после возглавил Министерство народного просвещения при Временном правительстве.
У Вернадского было двоих детей: сына Георгия и дочь Нину. Сын сделал карьеру историка, дочь по образованию психиатр. Дети профессора эмигрировали в советское время, жили в США. Георгий Вернадский умер в 1973 году, Нина Вернадская — в 1986 году. У профессора также была внучка Татьяна, родившаяся в 1929 году, но тоже умершая в 2004 году.
Умер Владимир Иванович Вернадский 6 января 1945 года. Причиной смерти стал инсульт, произошедший с профессором 25 декабря 1944 года. в Москве, похоронен на Новодевичьем кладбище.
В селе Вернадовка Пичаевского района Тамбовской области воссоздана его усадьба, а в 2005-м в ней открылся дом-музей Вернадского. Его именем названо объединение Тамбовского государственного технического и Мичуринского аграрных университетов. В Тамбовской области учреждена премия имени Вернадского, присуждаемая за заслуги в сохранении природных ресурсов.
В 2014 году на одной из площадей Тамбова Вернадскому установили памятник работы народного художника России Александра Рукавишникова. На памятнике ученый изображен сидящим в академической мантии с символом ноосферы в руках.