Tėvai: ? Vildžiūnas ir ? Vildžiūnienė – 1892–1919 m. emigrantai Sankt Peterburge (Rusija). Augo keturių vaikų šeimoje, brolis Jonas Vildžiūnas, seserys Marijona Vildžiūnaitė-? ir Julija Vildžiūnaitė-?. Pusbrolis (tėvo brolio sūnus) Jonas Vildžiūnas (1907 – apie 2000) – revoliucionierius, valstybės tarnautojas.

Augo lietuvių emigrantų šeimoje, 1919 m. su tėvais grįžo į Lietuvą, užaugo Paraisčiuose (Anykščių r.). 1920–1921 m. mokėsi Dabužių (Anykščių r.) pradžios mokykloje, vėliau kaip vyriausias vaikas dirbo tėvų ūkyje.

Jaunystėje V. Vildžiūnas kartu su broliu Jonu įsitraukė į revoliucinę ir pogrindinę komunistinę veiklą Kavarsko apylinkėse, nuo 1928 m. buvo uždraustos Lietuvos komunistų partijos narys, 1933–1935 m. už tai buvo kalinamas Panevėžio kalėjime.

Išleistas į laisvę, V. Vildžiūnas pabėgo į Rusiją, 1935 m. mokėsi Maskvos tarptautinėje Lenino mokykloje.

Grįžęsį Lietuvą, jis vėl ėmėsi draudžiamos pogrindinės veiklos, 1935–1936 m. buvo Lietuvos komunistų partijos instruktorius Panevėžio, Rokiškio, Jonavos valsčiuose. 1936–1940 m. jis vėl kalėjo Kauno sunkiųjų darbų kalėjime, 1940 m. trumpai kalintas Ukmergėje, kur po sovietinio perversmo buvo išlaisvintas.

1940–1941 m. pirmosios sovietinės okupacijos laikotarpiu V. Vildžiūnas dirbo administracinį darbą. Paskirtas 1940 m. birželio 28 d., iki rugpjūčio jis buvo Valstybės saugumo ir kriminalinės policijos Ukmergės apygardos viršininkas, nuo 1940 m. rugsėjo iki 1941 m. birželio – NKVD Ukmergės, paskui Šakių apskrities skyrių viršininkas.

1941 m. birželį jis pasitraukė į Rytus iš vokiečių okupuojamos Lietuvos, bet rugpjūtį grįžo atgal, gyveno pogrindyje. Labanoro girioje jis organizavo prosovietinių partizanų būrį "Patvarieji" ir iki 1944 m. vasaros, kol į Lietuvą grįžo sovietinė kariuomenė, jam vadovavo.

1944–1946 m. V. Vildžiūnas dirbo Lietuvos komunistų partijos Ukmergės apskrities komiteto pirmuoju sekretoriumi.

Nuo 1946 m. kovo 25 d. iki balandžio 24 d. jis buvo Lietuvos SSR žemės ūkio ministras – pirmasis tokias pareigas ėjęs sovietinės Lietuvos valdžios pareigūnas. Pakeitus ministerijos pavadinimą, nuo 1946 m. balandžio 24 d. iki 1947 m. kovo 8 d. jis dirbo Lietuvos SSR žemdirbystės ministru.

1947–1950 m. jis buvo Panevėžio apskrities komiteto pirmasis sekretorius, 1950–1953 m. dirbo Lietuvos komunistų partijos Kauno srities komiteto administracinio skyriaus vedėju, 1955–1960 m. buvo Lietuvos SSR socialinio aprūpinimo ministro pavaduotojas. 1952 m. jis užtarė ir apsaugojo nuo sovietinių represijų Oną Didžiulytę-Sketerienę.

1957 m. V. Vildžiūnas baigė Neakivaizdinę aukštąją partinę mokyklą prie SSKP Centro komiteto.

1949–1952 m. jis buvo Lietuvos komunistų partijos Centro komiteto narys, 1947–1950 m. – Lietuvos SSR Aukščiausiosios tarybos deputatas.

V. Vildžiūnas parengė ir išleido prisiminimų rinkinius "Aukštaitijos kalvose : partizano atsiminimai" (1954 m.) ir "Pakelti kumščiai : atsiminimai" (leidinio bendraautoris Vytautas Girčys, 1964 m.).

Mirė 1962 m. gruodžio 25 d. Vilniuje. Palaidotas Vilniaus Antakalnio kapinėse sovietinių pareigūnų memoriale. Kapą ženklina skulptūrinis atvaizdas ant memorialo sienelės, kapavietę dengia šlifuoto akmens luitas su iškaltu įrašu: "Vladas / Vildžiūnas / 1909–1962".