Родился в семье военнослужащих Николая Серафимовича и Анны Васильевны Дежуровых вторым после сестры Галины.
В 1983 г. окончил Харьковское Высшее военное авиационное училище летчиков им. С. И. Грицевеца (переформировано в 2001) в звании лейтенант с дипломом «Военный летчик-инженер». После этого служил 4 года в частях ВВСОдесского военного округа. В октябре 1987 г. вышел приказ Главкома ВВС о зачислении Владимира Дежурова в отряд космонавтов ЦПК ВВС и с декабря 1987 по июнь 1989 года Владимир Николаевич вместе с другими кандидатами в космонавты-испытатели 8-го набора отряда космонавтов ЦПК прошел курс общекосмической подготовки. До апреля 1994 г. Дежуров проходил подготовку к полету на КК «Союз ТМ» и ОК «Мир» в составе группы, а также заочно учился в Военно-воздушной академии им. Ю. А. Гагарина (пос. Монино, Московская обл.).
14 марта 1995 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 «Мир—Шаттл» 79 суток работал на российской орбитальной станции «Мир», за что и был удостоен в 1995 году звания Героя Российской Федерации.
Герой Российской Федерации (7 сентября1995) — за активное участие в подготовке и успешном осуществлении длительного российско-американского космического полёта на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Мир», проявленные при этом мужество и героизм[3];
И. А. Маринин, С. Х. Шамсутдинов, А. В. Глушко (составители). Советские и российские космонавты. 1960—2000 / Под редакцией Ю. М. Батурина. — М.: ООО Информационно-издательский дом «Новости космонавтики», 2001. — ISBN 5-93345-003-0.