Батьки були звичайними працівниками: батько — Василь Романович, працював механіком на ткацької фабриці, мати — Валентина В'ячеславівна, була вихователем у дитячому садку.
Тихонов, таємно від батьків мріяв про кар'єру кіноактора, а батьки бачили в ньому інженера чи агронома. У 1944 В'ячеслав поступив на нульовий курс Автомеханічного інституту. Але ближче до 1945 року у нього виникла ідея шукати щастя у ВДІКу. Там його спочатку не прийняли. Але у справу втрутився випадок. Вже після завершення вступних іспитів ВДІК професор Б. В. Бібіков зарахував Тихонова до себе на курс. У роки навчання у ВДІКу відбувся його акторський дебют у фільміСергія Герасимова«Молода гвардія», де він зіграв роль Володі Осьмухіна.
Під час навчання у ВДІКу В'ячеслав одружився з Нонною Мордюковою. У 1950 році В'ячеслав Васильович з відзнакою закінчив ВДІК, майстерню видатних педагогів Б. В. Бібікова і О. І. Пижової і влаштовується в театрі-студії кіноактора, де працював у 1950–1957 роках.
Тим часом В'ячеслав Васильович, на відміну від більшості акторів-молодогвардійців, після 1948 року майже 10 років не отримував у кіно цікавих ролей. Режисери використовували головним чином його зовнішні дані, не прагнучи виявити акторський потенціал. За ці роки В'ячеслав Васильович встиг розкрити свій талант в театрі, зігравши Ведмедя в спектаклі «Звичайне диво», поставленому Ерастом Гаріним в театрі-студії кіноактора.
У 1954 у фільмі «Про це не можна забувати» зіграв роль українського самобутнього поета. У 1957 році на кіноекрани вийшов фільм Станіслава Ростоцького «Справа була в Пенькові». В'ячеслав Тихонов зіграв роль тракториста Матвія Морозова. Ця роль принесла акторові глядацьке визнання.
У фільмі режисера Віктора Івченка «Надзвичайна подія» актор зіграв одеського матроса Віктора Райського, веселого і начебто відчайдушного хлопця, який стає справжнім героєм в стані чанкайшистів, які захопили танкер. Герой Тихонова «обдурив» глядачів (не «чекали» від Райського таких подвигів), і зумів обдурити ворогів, які повірили у вдавану простоту героя. Фільм став лідером прокату 1959 року.
Після цих кінокартин у В'ячеслава Тихонова повірили режисери і за короткий термін йому був запропонований ряд значних, різнопланових ролей у фільмах: Станіслава Ростоцького «Травневі зірки» (1959) і «На семи вітрах» (1962), Євгенія Ташкова — «Спрага» (1959), Михайла Швейцера — «Мічман Панін» (1960), Леоніда Лукова — «Два життя» (1961), Самсона Самсонова — «Оптимістична трагедія» (1963). Цікаво, що у фільмі «Спрага» Тихонов вперше приміряв форму німецького офіцера і роль радянського розвідника — він грав розвідника, закинутого в німецький тил під час війни.
У другій половині 1960-х років В'ячеслав Васильович зробив великий крок до вершин акторської майстерності — була зіграна роль Андрія Болконського в епопеї Сергія Бондарчука «Війна і мир». Роль зажадала від актора повної самовіддачі, і Тихонов, подібно всім учасникам зйомок, працював з неймовірним напруженням сил.
Після такої складної і виснажливої ролі В'ячеслав Васильович блискуче зіграв вчителя Мельникова у фільмі Станіслава Ростоцького «Доживемо до понеділка». Його Мельников став ідеальним героєм і взірцем для наслідування. За цю роботу В'ячеславу Васильовичу Тихонову в 1970 році була присуджена Державна премія СРСР.
У телесеріалі Тетяни Ліознової«Сімнадцять миттєвостей весни» Тихонов зіграв найбільш «зоряну» свою роль — Ісаєва — Штірліца. Акторський успіх Тихонова приніс йому небачену популярність, і в 1976 році він був нагороджений Державною премією РРФСР імені братів Васильєвих. У тому ж році вступив в КПРС. Схожу роль співробітника радянських спецслужб Тихонов виконав у телесеріалі «ТАРС уповноважений заявити...» за романом того ж Ю. Семенова, остаточно зміцнивши свій образ як зразкового «радянського розвідника».
