Владимир Немухин с 1942 года посещал мастерскую Петра Ефимовича Соколова (бывшего некоторое время соратником Малевича), у которого смог познакомиться с идеями авангарда начала ХХ века. До самой смерти Соколова оставался его другом и учеником. В 1943–46-м учился в студии изобразительного искусства при ВЦСПС.
Зарабатывал на жизнь на предприятиях как оформитель и плакатист. С 1968 года работал в журнале «Вокруг света» иллюстратором.
В 1956 году познакомился с Оскаром Рабиным. Активный участник «Лианозовской группы» – круга поэтов и художников, бескомпромиссно искавших свободный путь в искусстве. Был гражданским мужем (1954–1968) художницы Лидии Мастерковой. В 1966-м участвовал в выставке в клубе «Дружба» на шоссе Энтузиастов, со скандалом закрытой властями в тот же день. В 1969-м участвовал в выставке в Институте международных отношений, продержавшейся четверть часа и так же закрытой. В 1974-м активно участвует в организации выставки на пустыре в Беляево, получившей название «бульдозерной». После ее разгрома был одним из активных переговорщиков с властями. Они добились образования живописной секции Московского горкома графиков (1975–1991), куда смогли трудоустроиться многие неофициальные художники. Горком также получил выставочный зал на Малой Грузинской, 28, в деятельности которого Немухин принимал участие. Работы Немухина участвовали во многих основных показах неофициального русского искусства за рубежом, включая выставку «Unofficial Art form Soviet Union» в ICA в Лондоне в 1977году. Работы хранятся в Музее Метрополитен и Музее современного искусства (MoMA) в Нью-Йорке, Третьяковской галерее в Москве и многих других собраниях.
Живет в Москве, своем родовом доме в Прилуках, в восьмидесяти километрах к югу от Москвы, и временами – в Дюссельдорфе.
Владимир Немухин – один из немногих российских художников своего поколения, формирование которых с самого начала было свободным от живописных догм соцреализма. Он был знаком с идеями русского авангарда начала века и свободен в выборе живописной манеры. В 1958 году Немухин пишет свою первую беспредметную работу, с которой начинаются серии абстракций. С 1965 года стал включать в работы игральные карты; найденный таким образом мотив варьировал в различных техниках – от живописного рельефа до ассамбляжа. Включал в работы другие найденные предметы, но игральные карты оставались основным мотивом его произведений до конца восьмидесятых, когда художник стал больше работать в скульптуре как деревянной, так и бронзовой. Хотя деревянную скульптуру, навеянную мотивами русского авангарда начала века, Немухин делал с конца 1950-х, возвращаясь к этому виду искусства снова и снова, водораздел его «живописного» периода и «скульптурного» приходится на начало девяностых.