Родился 10 октября 1863 в с. Клепенино Ржевского уезда Тверской губернии в семье военного. После окончания Петербургского горного института (1886) принимал участие в многочисленных экспедициях по степям Закаспия, Монголии, Северному Китаю, золотоносным районам Сибири, Забайкалью, Алтаю, пограничной Джунгарии. Среди более чем 1000 научных работ Обручева трехтомная Геология Сибири (19351938) и пятитомная История геологического исследования Сибири (19311949).
Еще в студенческие годы писал юмористические рассказы и стихи. Среди произведений написанные в соавторстве с матерью Сибирские письма (18881892), отражающие увиденное в экспедициях, а также созданные самостоятельно географическая повесть Золотоискатели в пустыне (1928), роман Рудник «Убогий» (1929) о труде русских и китайских рабочих на сибирских рудниках в начале века, книги От Кяхты до Кульджи (1940) о путешествиях по Монголии и Китаю в 18921895, Мои путешествия по Сибири (1948), По горам и пустыням Средней Азии (1948), географическая повесть В дебрях Центральной Азии. Записки кладоискателя (1951).
Особняком стоят научно-фантастические рассказы Происшествие в Нескучном саду (другое название Событие в Нескучном саду, 1940), Полет по планетам (1950), в основе которых лежит мысль о возможности путешествия во времени, перспективах освоения космоса и земных пространств. Однако самые популярные произведения Обручева-прозаика научно-фантастические романы Плутония и Земля Санникова, положившие начало советской научной фантастике.
Написанный в 1915 и опубликованный в 1924 роман Плутония посвящен путешествию в глубь Земли. Сюжет основан на популярной в свое время теории «полой Земли». Научная ценность этой идеи более чем сомнительна, однако несомненна ее мистическая значимость. Здесь заново оживают многие мифологические элементы, лежавшие в основе преданий о Гиперборее, Южном полюсе, высших расах и пра-народах, находящихся под земной поверхностью.
Роман Земля Санникова (написан в 1924, опубликован в 1926) вариант той же истории, но значительно улучшенный и в основном лишенный слабостей, которыми изобиловал первый роман. Один из героев, бывший студент Петербургского университета, ныне политический ссыльный, основываясь на косвенных данных, в частности маршрутах полярных птиц и сведениях о некогда жившем на Севере народе онкилонов, выдвигает предположение, что в Ледовитом океане между островом Беннета и Новосибирскими островами есть неизвестная земля. После нелегкого путешествия по заснеженным пространствам и по океану зкспедиция находит таинственную Землю Санникова. Котловина вулкана, окруженная со всех сторон обрывами, имеет собственный уникальный климат, там сохранились длинношерстные носороги и мамонты, растут невиданные травы и деревья.Кроме пришедшего сюда народа онкилонов, здесь обитают «вампу» люди каменного века. Пробыв четыре месяца в этой необычной стране и пережив всяческие приключения, члены экспедиции покидают Землю Санникова, которая гибнет из-за необратимых геологических изменений. При этом погибает один из членов экспедиции, все колекции и записи. Роман насыщен действием и любопытными деталями. Сделанная в 1972 экранизация (реж. А.С.Мкртчян, Л.Попов), несмотря на то, что в фильме заняты превосходные актеры, не сохранила ни замечательных в своем роде подробностей и перипетий сюжета.
Умер Обручев в Звенигороде 19 июня 1956.
Обручев В. Плутония. Земля Санникова. М., 1958
Обручев В. В старой Сибири. Сборник статей, воспоминаний и писем. 1955. Иркутск, 1958
Мурзаев Э., Обручев В. В., Рябухин Г. Владимир Афанасьевич Обручев. Жизнь и деятельность. М., 1959
Обручев В. Путешествия в прошлое и будущее. М., 1961
Думитрашку Н. Золотая звезда путешественника. М., 1963
Поступальская М., Ардашникова С. Обручев. М., 1963