Vladimir Petrovich Dolgoruky est enregistré dans l'armée dès le jour de sa naissance, et en 1781 il est sergent. Il devient, en 1783, aide de camp junior di lieutenant-général Nashokin. Le 9 décembre 1784, il obtient le rang de "flügel aide-de-camp", puis, en 1789, aide de camp de général auprès du prince Iuri Dolgoruky Le 4 novembre 1789, il est nommé lieutenant-colonel dans le régiment de cavalerie légère Alexandria et l'année suivante il est transféré aux dragons Smolensk.

Il participe à la campagne de Potemkine contre les turcs, puis rejoint Souvourov pour la campagne de Pologne. En 1795, il est promu colonel et il commande le régiment de cavalerie légère Pavlovgrad. En 1796, il participe à la campagne du comte Valerian Zubff, en Pologne.

Après la mort de la Grande Catherine, en 1796, Dolgorouky est arrêté sur l'ordre de Paul Ier et présenté sans motif devant une cour martiale. Il est rapidement acquitté, et promu major général le 5 décembre 1798. Il reçoit également l'Ordre de Saint-Jean-de-Jérusalem, et rejoint l'état-major impérial.  Le 3 avril 1799, il devient chef de la cavalerie de la garde du comte Litta. En août, il est envoyé dans le corps Rimsky-Korsakof, qu'il rejoint la veille de la bataille de Zurich.

Il est alors nommé à la Commission Militaire, mais rapidement retrouve l'armée - en février 1800 - avant d'être exclu de l'armée le 19 mars 1800. Il est réintégré en novembre de la même année, reçoit le commandement du régiment des tatrs lithuaniens. Il réclame du tsar, avec succès, d'être affecté à l'armée de Koutousov, qu'il rejoint la veille de la bataille d'Austerlitz.

En 1807, Dolgorouky est transféré à l'armée de Moldavie, et capture des magasins ennemis à Galati. S'il participe à d'autres batailles durant la campagne de 1807, sa santé déclinante le force à quitter l'armée au début de 1808. Il passe le restant de sa vie dans l'État de Speshnev, à Tula Gubernia.

Il meurt le 24 novembre  1817, à Moscou. Il est enterré au cimetière Novodevichie.