Яго бацька, Мікалай Уладзіміравіч, чарцёжнік па спецыяльнасці, меў французскія карані. Будучы чалавекам няўрымслівым і рознабакова адораным, змяніў шмат прафесій, настаўнічаў, працаваў сельскім адвакатам, шахцёрам. Маці паэта — Антаніна Данілаўна Лакаташ — маляр, родам з Луганска, займалася хатняй гаспадаркай.
Уладзімір Сосюра скончыў сельскую школу і паступіў у агранамічную. З малых гадоў працаваў у шахтах Данбаса, прымаў удзел у Грамадзянскай вайне: спачатку на баку УНР, затым — на баку Чырвонай Арміі. Пасля заканчэння вайны вучыўся ў Камуністычным універсітэце ў Харкаве і на рабфаку пры Харкаўскім інстытуце народнай адукацыі. У гэты час быў удзельнікам літаратурных арганізацый «Плуг», «Гарт», ВАПЛІТЭ, ВУСПП.
У 1942—1944 гадах працаваў ваенным карэспандэнтам. У 1951 годзе ён стаў аб’ектам цкавання пасля артыкула ў газеце «Правда», якая абвінавачвала Сасюру у «буржуазным нацыяналізме» за верш «Любіть Україну», напісаны ў 1944 годзе. Памёр 8 студзеня 1965 года. Пахаваны ў Кіеве на Байкавых могілках.
ГПУ: паэма / Уладзімер Сасюра. — Менск [Мінск] : Беларускае дзяржаўнае выдавецтва, 1930. — 16 с.
Выбранае: [вершы: пераклады з украінскай мовы] / Уладзімір Сасюра. — Мінск : Дзяржаўнае выдавецтва БССР, Рэдакцыя мастацкай літаратуры, 1960. — 186, [1] с., [1] л. партр.
Выбраныя вершы / Валадымір Сасюра. — Мінск : Выдавец Зміцер Колас, 2023. — 104 с. — (Паэты планеты).