Родился 30 июля 1962 года в поселке Явас Зубово-Полянского района Мордовской АССР в семье военнослужащих Николая Серафимовича и Анны Васильевны Дежуровых. Русский. В 1979 году окончил 10 классов средней школы в поселке Явас.

По завершении в 1983 году Харьковского высшего военного авиационного училища летчиков им. С. И. Грицевца по специальности «Командно-тактическая истребительная авиация» с дипломом «военный летчик-инженер» четыре года служил в частях ВВС Одесского военного округа. С декабря 1983 года был летчиком в 684-м гвардейском истребительном авиационном полку 119-й истребительной авиационной дивизии округа в городе Тирасполь. С ноября 1984 года проходил службу в качестве летчика, затем старшего летчика в 161-м истребительном авиационном полку 119-й истребительной авиационной дивизии в поселке Лиманское. Освоил три типа самолетов, общий налет составил около 900 часов, выполнил 170 прыжков с парашютом.   

Владимир Дежуров не раз доказывал, что владеет искусством пилотирования в высшем его проявлении. Ярким примером этого является случай в его практике. В апреле 1986 года во время летных учений Дежуров попал в неординарную ситуацию: у МиГ-23М, который он пилотировал, в ходе взлета отказал двигатель. Остановить полностью заправленный и загруженный бомбами самолет уже было нельзя – полоса была короткой, взлететь также самолет не мог. Владимир Дежуров был вынужден катапультироваться на нулевой высоте, что является очень редким случаем в летной практике.

Именно этот случай сыграл решающую роль в дальнейшей судьбе Дежурова, так как через несколько месяцев Владимир Шаталов, заместитель командующего ВВС по космосу, предложил ему пройти медкомиссию в отряд космонавтов.

26 марта 1987 года решением Межведомственной комиссии по отбору в космонавты рекомендован для зачисления в отряд космонавтов Центра подготовки космонавтов (ЦПК) ВВС.  В октябре 1987 года вышел приказ Главкома ВВС о зачислении Владимира Дежурова в отряд космонавтов Центра подготовки космонавтов ВВС. С декабря 1987 по июль 1989 года Владимир Николаевич вместе с другими кандидатами в космонавты-испытатели 8-го набора отряда космонавтов ЦПК прошел курс общекосмической подготовки, по его окончании 21 июля получил квалификацию «Космонавт-испытатель».

В августе 1989 года был назначен космонавтом-испытателем 1-й группы отряда космонавтов. С сентября 1989 года по апрель 1994 года прошел подготовку к полетам на орбитальном комплексе «Мир» в составе группы космонавтов-испытателей. Заочно учился в Военно-воздушной академии им. Ю. А. Гагарина (пос. Монино Московской области), которую окончил в 1994 году.

С мая 1994 по март 1995 года проходил подготовку к полету в качестве командира первого (основного) российско-американского экипажа на орбитальном комплексе «Мир» вместе с Геннадием Михайловичем Стрекаловым и Норманом Тагардом.

14 марта 1995 года с космодрома Байконур стартовал космический корабль «Союз ТМ-21», пилотируемый международным российско-американским экипажем в составе В. Дежурова (командир), Г. Стрекалова и американского астронавта Н. Тагарда. В рамках российско-американской программы «Союз-Шатл» Дежуров 79 суток работал на российской орбитальной станции «Мир». В ходе полета выполнил три выхода в открытый космос. Кроме того, он дважды проводил работы в разгерметизированном переходном отсеке базового блока ОК «Мир». Продолжительность его первого космического полета составила 115 суток 8 часов 43 минуты 54 секунды. 7 июля 1995 года на шаттле «Атлантис» (Atlantis) STS-71 он совершил посадку в Космическом центре им. Кеннеди.

Указом Президента Российской Федерации от 7 сентября 1995 года за активное участие в подготовке и успешном осуществлении длительного российско-американского космического полета на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Мир», проявленные при этом мужество и героизм Владимир Николаевич Дежуров был удостоен звания Героя Российской Федерации.

В 1996 – 1997 годах проходил подготовку в составе группы космонавтов по программе полетов на Международной космической станции (МКС). В период с марта по июль 1997 года являлся техническим директором офиса ЦПК имени Ю. А. Гагарина в Космическом центре им. Линдона Б. Джонсона. В июле 1997 года решением Государственной межведомственной комиссии (ГМВК) был утвержден командиром дублирующего экипажа 1-й российской экспедиции посещения МКС вместе с Сергеем Ревиным и дублером российского члена экипажа МКС-4.

В октябре 1997 года решением Государственной межведомственной комиссии был назначен в дублирующий экипаж МКС-1 и одновременно в основной экипаж МКС-3 вместе с Михаилом Владиславовичем Тюриным и Кеннетом Бауэрсоксом. С ноября 1997 по октябрь 2000 года проходил подготовку в составе дублирующего экипажа 1-й экспедиции на МКС, а с октября 2000 по август 2001 года – в составе основного экипажа 3-й экспедиции на МКС.

С 10 августа по 17 декабря 2001 года совершил свой второй космический полет в качестве командира корабля «Союз ТМ» и МКС. Стартовал на шаттле «Дискавери» (Discovery) SТS-105, посадку совершил на шаттле «Индевор» (Endeavour) STS-108 в качестве специалиста полета. Во время полета совершил четыре выхода в открытый космос. Продолжительность полета составила 128 дней 20 часов 45 минут 59 секунд.

В июле 2004 года приказом Главнокомандующего ВВС был назначен начальником испытательного отделения 3-го отдела РГНИИ ЦПК с освобождением от должности инструктора-космонавта-испытателя.

Летчик-космонавт Российской Федерации (07.09.1995 г.), полковник (10.02.1998 г.).

Владимир Николаевич Дежуров награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени (12.04.2003 г.) – за мужество и высокий профессионализм, проявленные при осуществлении космического полета на Международной космической станции; медалями НАСА «За космический полет» (Space Flight Medal) и «За выдающиеся общественные заслуги» (Distinguished Public Service Medal, 2003), пятью юбилейными медалями. Почетный гражданин Республики Мордовия (10.01.1997 г.).

Живет в Москве.

Женат. Имеет двух дочерей – Анну (1983 г.р.) и Светлану (1987 г.p.).

Увлекается футболом, волейболом, лыжами, плаванием. 

Очерк о В. Н. Дежурове Парень из Яваса - первый космонавт Мордовии

Уроженец Яваса отправил Мордовию в космос

Герой России Владимир Дежуров: «Я верю в НЛО»

Светлана Дежурова приехала жить на родину отца-космонавта