Владимир Стефанович Литвиненко родился 14 августа 1955 на хуторе Новоленинский в Краснодарском крае.
Окончил Ленинградский горный институт. Доктор технических наук, профессор.
Работал в Горном институте: аспирант, проректор по административно-хозяйственной работе, проректор по внешнеэкономической и коммерческой деятельности, ректор.
Действительный член Российской академии естественных наук. Являлся членом совета директоров компаний: «Фосагро», «ВНИИгеофизика», «Росгео». Вице-президент Российского газового общества.
В 1990-х годах Владимир Литвиненко участвовал в приватизации компании «Апатит», вошедшей позже в «Фосагро». В 2007 году он стал акционером химпредприятия. В 2010–2011 годах возглавлял совет директоров «Фосагро». В 2011 году компания провела IPO. В апреле 2014 года Литвиненко купил у структур основного владельца «Фосагро» Андрея Гурьева около 5% акций компании за $270 млн, увеличив свою долю до 14,54%.
В июле 2017 года состояние Литвиненко, включавшее в себя 19,35 % акций «Фосагро», было эквивалентно $1 млрд, обстоятельства получения пакета акций до сих пор точно не известны. Трижды руководил петербургским избирательным штабом Владимира Путина на президентских выборах.
Открыто владеет или владел: ООО «МАЦ Гармония», БФ «Азбука Надежды», Региональное отделение Общероссийского народного фронта в Санкт-Петербурге.