לפי מקורות אחדים בעיתונות הרומנית והמולדבית בשפה הרומנית, ולדימיר וורונין נולד במשפחה בעלת שורשים רומנים (מולדובנים) ויש לו אב חורג ממוצא רוסי. שם אביו ניקולאיֶה, ושם אמו פלאגיה, בת לבית בֶזֶ'ניצה. אחד מסביו, איזידור סרבו, רומני מולדבי במוצאו, היה קרבן לרדיפות מהתקופה הסטליניסטית וגורש מאזור הולדתו לסיביר. אחד מהוריו נולד בגולה בעיר טומסק בסיביר.
אחרי לימודים על תיכוניים טכניים, וורונין החל לעבוד במפעל לחם בעיר קריוּלֶן בשנת 1961 וב-1966–1971, כיהן כסגן מנהל של המפעל, ולאחר מיכן שימש כמנהל של מפעל לחם בעיר השכנה, דובסאר.
אחרי שסיים ברוסיה לימודים אוניברסיטאיים עם תואר מהנדס לתעשיית המזון, כיהן בתפקידים מנהליים בערים אונגֶן ודובסאר במסגרת מועצת העיר.
בהמשך למד באקדמיה למדעים פוליטיים של הוועד המרכזי של המפלגה הקומוניסטית של ברית המועצות (עד 1983) ובאקדמיה של משרד הפנים הסובייטי (שהיה אחראי בזמנו על כוחות המשטרה בברית המועצות)(עד 1991).
בין השנים 1983 - 1985 עבד כמפקח וסגן מנהל מחלקת ארגון של הוועד המרכזי של המפלגה הקומוניסטית. בשנת 1985 היה לראש מחלקה במשרד ראש הממשלה של הרפובליקה הסובייטית.
בין השנים 1985 - 1989 היה מזכיר ראשי של הוועד העירוני של המפלגה בעיר בנדרי. בין השנים 1989–1990 היה לשר הפנים (עם דרגת גנרל מיור של כוחות המשטרה).
בשנים 1980–1990 היה חבר בפרלמנט של הרפובליקה הסוציאליסטית הסובייטית המולדבית במסגרת ברית המועצות.
ב-27 באוגוסט 1991 רפובליקת מולדובה הכריזה על עצמאותה מברית המועצות ונפרדה כמדינה עצמאית.
בשנת 1993 נבחר וורונין כיושב ראש שותף של המפלגה הקומוניסטית שאורגנה מחדש בשם של "מפלגת הקומוניסטים מרפובליקת מולדובה". ב-1994 הוא נבחר כיושב ראש של מפלגה זו שקו המדיני שלה הוא המשך יחסים הדוקים עם הפדרציה הרוסית והתנגדות ללאומנות הרומנית ולשאיפות לאיחוד מחדש של שטחי רפובליקת מולדובה עם רומניה.
באותה השנה רץ כבר לראשונה לבחירות לנשיאות רפובליקת מולדובה.
ב-4 באפריל 2001 נבחר וורונין בפרלמנט עם 71 קולות מתוך 101 כיורשו של פטרו לוצ'ינסקי (אנ') והיה לנשיאה השלישי של הרפובליקה העצמאית המולדבית. במערכת הבחירות הצהיר על הצורך בהידוק הקשרים עם רוסיה השכנה ובהכרה מחדש בשפה הרוסית כשפה רשמית במדינה. בעת כהונתו אכן חזרה השפה הרוסית כשפת לימוד חובה בבתי הספר ברפובליקת מולדובה. וורונין תמך ברעיון הצטרפות מדינתו לאיחוד האירופי.
