Братья-близнецы Владимир и Александр Карташовы родились в городе Иваново в 1957 году. Учились и работали вместе. Родители Карташовых были биологами, после работы по распределению в Ивановском мединституте, семья переехала в Тулу, на родину отца. Здесь Владимир пошел в школу, а после выпуска поступил на факультет химии и биологии Тульского педагогического университета, который окончил в 1979 году.
После института Карташов с братом работали учителями в деревне Симоново, затем Владимир вернулся в Тулу и вскоре устроился в художественный музей.
Во время учебы в Туле Карташов познакомился с Сергеем Сельяновым, который учился в городском Политехническом институте и снимал любительское кино. По воспоминаниям продюсера, братья Карташовы уже тогда вызывали уважение в творческих кругах города серьезностью своего отношения к искусству и масштабом задач, которые ставили перед собой.
Карташов с детства увлекался живописью, в 1987 году в Туле прошла его первая персональная выставка. Также он в родном городе возглавил группу художников «Август», куда также вошли его брат, Сергей Петнюнас и Александр Майоров.
В 1988 году Карташов переехал в Ленинград по приглашению Сельянова и устроился в городе в Театр юного зрителя, где работал монтировщиком сцены и художником-оформителем. Он присоединился к группе художников-нонконформистов «Остров», в которую также входили Андрей Куташев, Александр Иванов, Сергей Бабичев. В начале 1990-х у Карташова были персональные и коллективные выставки в Москве и Петербурге. К тому времени он женился и стал приемным отцом ребенка своей супруги, вскоре в браке родилось еще двое сыновей. Вплоть до середины 1990-х семье удавалось жить с продажи картин в частные коллекции.
Карташов стал работать на «Ленфильме» в 1991 году, когда его знакомый по Туле, режиссер Николай Макаров, пригласил художника на съемки фильма «Фрагменты жизни Серафима» о жизни святого Серафима Саровского. Художник согласился неохотно, предпочитая заниматься живописью, но все же сделал для картины несколько эскизов. В конце концов, Карташов ушел с проекта, и съемки «Серафима» вскоре прекратились. Однако работы художника увидел Сельянов, который и рекомендовал его Алексею Балабанову. Перед этим Карташов делал эскизы для картины самого Сельянова, которая вышла под названием «Время печали еще не пришло» через несколько лет. Первоначально съемки приостановили, и работу заканчивал другой художник.
Балабанов хотел предложить Карташову работу над экранизацией «Пана» Кнута Гамсуна, но запустить фильм в производство не удалось. Вскоре после этого возник замысел «Замка». Образы, по воспоминаниям жены Карташова, временами приходили к художнику во сне, он делился ими с Балабановым, вместе они ездили выбирать натуру. Фильм вышел в 1994 году, причем критика характеризовала его как провал, утверждая, что режиссер занялся «не своим делом». Семья Карташовых из-за материальных трудностей пыталась переехать в Тулу, но в этот момент стало известно, что художник получил за «Замок» премию «Ника». Карташов остался в Петербурге и вскоре продолжил работать с Балабановым.
«В кинематограф он вошел как уже состоявшийся художник: для него это был дебют, но никто это дебютом не называл, потому что сразу было видно сильное высказывание», – вспоминает Сельянов о первом фильме Карташова.
Фильм «Брат», вышедший в 1997 году, снимался с небольшим бюджетом. Значительную роль в стилистике фильма сыграл облик, улицы, дворы и квартиры Петербурга, и роль Карташова как ответственного за натуру оказалась очень большой. «Живопись и его [Карташова] взгляд на натуру соединялись. И вырастал этот воздух картины, которого часто не бывает.На «Брате» они так же натуру искали. И Леша [Балабанов] не хотел никого другого… Он мог картиной жить, и долго ее обсуждать», – говорит Надежда Васильева.
Однако для художника и режиссера фильм стал последней совместной работой: жена Карташова вспоминала о сложности характера обоих и ссорах, которые тянулись еще со съемок «Замка». Планировавшаяся работа Карташова в картине «Про уродов и людей» не состоялась.
К этому времени художник познакомился с режиссером Александром Рогожкиным, который первоначально пригласил его работать в фильме «Особенности национальной охоты» — оператором ленты был друг Карташова, Андрей Жегалов. Участвовать в съемках этого фильма Карташов не смог, но пришел работать на следующий проект Рогожкина, драму «Блокпост» о войне на Северном Кавказе. Разлад между Рогожкиным и Карташовым произошел во время съемок «Особенностей национальной рыбалки». «Не умевший подчиняться» художник ушел с фильма в процессе съемок. Однако, вместе с режиссером в том же 1998 году он закончил работу над лентой «Болдинская осень» по рассказу Виктора Ерофеева.
Следующей работой Карташова стал фильм «Сестры» Сергея Бодрова, с которым они были знакомы со съемок «Брата». Бодров без раздумий пригласил художника участвовать в своем дебютном фильме. После этого Карташов работал художником-постановщиком в дебюте Михаила Брашинского «Гололед» и над криминальной драмой «Кармен» Александра Хвана. В этот фильм, снятый в Крыму, в любимых местах Карташова, он также пригласил декоратором своего тульского товарища по «Августу» Сергея Петнюнаса.
В конце 1990-х годов художник задумывается о том, чтобы окончить режиссерские курсы, а в 2001-м работает над сценарием собственного фильма. По воспоминаниям жены, в его основу легли впечатления Карташова от работы в школе-интернате, главной темой была драма взросления, всегда занимавшая художника. В этот момент Бодров пригласил художника на съемки своего нового фильма.
20 сентября 2002 года во время съемок фильма «Связной» Карташов погиб при сходе ледника в Кармадонском ущелье. Там же погиб его друг Петнюнас, Бодров-младший и еще несколько десятков человек — членов съемочной группы и местных жителей. Официально Карташов в числе прочих числится пропавшим без вести. Посмертно он был номинирован на премию «Золотой орел» за работу над фильмом «Кармен».
У Карташова остались жена и трое детей, один из которых, Андрей Карташов, стал кинокритиком. Его брат Александр — поэт и главный художник музея-усадьбы Льва Толстого «Ясная поляна».
Андрей Гореликов