Wladimir Iwanowitsch Vernadsky wurde am 28. Februar 1863 in Sankt Petersburg, der damaligen Hauptstadt des Russischen Reiches, geboren. Sein Vater, Iwan Wassiljewitsch Vernadsky, arbeitete im Innenministerium und stammte aus den Saporoger Kosaken, während seine Mutter, Anna Petrowna Vernadskaja, eine Adelige war.

Im Jahr 1868 zog die Familie nach Charkow, um dem strengen Klima von Petersburg zu entkommen. Fünf Jahre später trat Wladimir in die erste Klasse des Charkower Gymnasiums ein. 1876, nach der Rückkehr nach Sankt Petersburg, begann er sein Studium an der 1. Petersburger klassischen Gymnasium, das er 1881 mit dem achten Platz im Abschluss beendete.

Von 1881 bis 1885 studierte Vernadsky an der naturwissenschaftlichen Abteilung der physikalisch-mathematischen Fakultät der Universität Sankt Petersburg. Er nahm an Expeditionen teil und war Schüler von W. W. Dokutschajew. Zu seinen Lehrern gehörten bekannte Wissenschaftler wie D. I. Mendelejew und A. N. Beketov.

In den Jahren 1885 und 1890 arbeitete Vernadsky als Kurator des Mineralogischen Kabinetts der Universität. 1888 und 1890 wurde er nach Italien, Frankreich und Deutschland geschickt, um seine Ausbildung fortzusetzen und sich auf den Professorentitel vorzubereiten. 1889 half er Dokutschajew bei der Vorbereitung der Bodenexposition auf der Weltausstellung in Paris, für die die „Abteilung für russische Böden“ eine Goldmedaille erhielt.

1897 promovierte Vernadsky an der Universität Sankt Petersburg. Seine wissenschaftliche Arbeit hatte einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Erdwissenschaften sowie auf die Akademien der Wissenschaften in Russland und der Ukraine.

Vernadsky engagierte sich aktiv in der Organisation von Expeditionen und der Schaffung von Laboratorien zur Untersuchung radioaktiver Mineralien. Er erkannte als einer der ersten die Bedeutung der Erforschung radioaktiver Prozesse für die Gesellschaft. Die Ergebnisse seiner Forschungen wurden in den „Arbeiten der Radium-Expedition der Akademie der Wissenschaften“ veröffentlicht. Er war der Meinung, dass für eine erfolgreiche Arbeit ständige Forschungsstationen erforderlich sind.

Im Sommer 1917 befand sich Vernadsky in seinem Anwesen in der Provinz Poltawa, als die Oktoberrevolution stattfand. Nachdem er die Unabhängigkeit der Ukraine anerkannt hatte, trat er im Mai 1918 aus der Kadettenpartei aus. Am 27. Oktober 1918 wurde er einer der Gründer und erster Präsident der Ukrainischen Akademie der Wissenschaften. Er unterrichtete auch Geochemie an der Universität Kiew und interessierte sich für Biogeochemie.

Im März 1921 kehrte die Familie Vernadsky nach Petrograd zurück. Vernadsky leitete die Meteoritenabteilung des Mineralogischen Museums, das radiochemische Labor und KEPS. Er organisierte eine Expedition von L. A. Kulik zum Absturzort des Tunguska-Meteoriten.

Am 14. Juli 1921 wurde Vernadsky wegen Spionageverdachts verhaftet, aber bald dank des Eingreifens von Karpinski und Oldenburg, die sich an Lenin und Lunatscharsky wandten, wieder freigelassen.

Im Januar 1922 nahm Vernadsky an der Gründung des Radiuminstituts teil, das er bis 1939 leitete. Das Institut vereinte alle radiologischen Einrichtungen von Petrograd. Die Gründer des Instituts, Vernadsky und Chlopin, legten seine komplexe Struktur fest, die auf einer Kombination von physikalischen, chemischen und radiogeochemischen Forschungen basierte.

In den Jahren 1915 und 1930 leitete Vernadsky die Kommission zur Untersuchung der natürlichen Produktionskräfte Russlands und beteiligte sich an der Erstellung des GOELRO-Plans. Die Kommission leistete einen bedeutenden Beitrag zur geologischen Erforschung der UdSSR und zur Schaffung ihrer mineralisch-rohstofflichen Basis.

1926 setzte er seine eigenständige Arbeit fort und formulierte das Konzept der biologischen Struktur des Ozeans. Vernadsky veröffentlichte 473 wissenschaftliche Arbeiten, gründete die Biogeochemie und leistete einen bedeutenden Beitrag zur Geochemie. Von 1927 bis zu seinem Lebensende leitete er das Biogeochemische Labor der Akademie der Wissenschaften der UdSSR.

Aus dem philosophischen Erbe Vernadskys ist das Konzept der Noosphäre am bekanntesten. Im Sommer 1940 initiierte er Forschungen zu Uran zur Gewinnung von Kernenergie. Während des Krieges wurde er nach Kasachstan evakuiert, wo er Bücher über geologische Phänomene und die chemische Struktur der Biosphäre schrieb.

1943 wurde Vernadsky mit dem Stalin-Preis 1. Klasse für herausragende wissenschaftliche Arbeiten ausgezeichnet. Ende 1943 kehrte er nach Moskau zurück, erlitt jedoch am 25. Dezember 1944 einen Schlaganfall. Wladimir Iwanowitsch Vernadsky starb am 6. Januar 1945 in Moskau und wurde auf dem Nowodewitschi-Friedhof beigesetzt.