Владимир Дмитрук родился в 1987 году в Минске. Окончил Молодечненское музыкальное училище имени М. К. Огинского (2008, класс Маргариты Василевич) и в том же году поступил в Санкт-Петербургскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова (класс Дмитрия Карпова). В 2013–2014 гг. – участник молодежной оперной программы Лос-Анджелесской оперы, в 2014–2015 гг. – солист молодежной труппы венского Театра ан дер Вин.

Лауреат международного конкурса «Маленькая опера» в Таллине (2008, I премия), Всеукраинского конкурса солистов-вокалистов имени Оксаны Петрусенко в Киеве (2009, I премия), V Международного конкурса оперных певцов «Cанкт-Петербург» Ирины Богачевой (2011, I премия), Московского международного конкурса молодых исполнителей русского романса «Романсиада» (2012, Гран-при), XXI Международного конкурса «Опералия» Пласидо Доминго в Вероне (2013, приз Cultur Arte), X Международного конкурса молодых оперных певцов Елены Образцовой в Санкт-Петербурге (2015, III премия и Приз зрительских симпатий).

С 2017 года – солист оперной труппы Московского академического Музыкального театра имени К. С. Станиславского и Вл. И. Немировича-Данченко. В репертуаре – партии Макдуфа, Альфреда и Кассио («Макбет», «Травиата» и «Отелло» Верди), Неморино («Любовный напиток» Доницетти), Ленского («Евгений Онегин» Чайковского), Гвидона («Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова), Антонио и Анатоля Курагина («Обручение в монастыре» и «Война и мир» Прокофьева). 

В 2023 году выступил в сопровождении Центрального военного оркестра Министерства обороны РФ в Волгограде в концерте, посвященном 80-й годовщине Сталинградской битвы.

В 2018 году удостоен специальной премии «Радио России» в номинации «Артист» за исполнение партии Макдуфа.

Финалист проекта «Большая опера» телеканала «Россия-Культура» (2017).