Владимир Николаевич Оболенский родился в 1877 году в Курске, в семье учителя фельдшерской школы. Окончив в 1895 году Курскую мужскую гимназию, он поступил на физико-математический факультет Московского университета. После окончания университета В. Оболенский был зачислен ассистентом физической лаборатории, а затем наблюдателем магнитно-метеорологической обсерватории Одесского университета.
В 1909 году при Киевском университете В.Н. Оболенский сдал экзамен на ученую степень магистра физико-географических наук, а в 1915 году он был избран профессором и заведующим кафедрой физики и метеорологии лесного института в Петербурге.
После Великой Октябрьской революции В.Н. Оболенский был избран ректором лесного института (ныне Ленинградская лесотехническая академия им.С. М. Кирова). Одновременно он ведет обширную научно-исследовательскую работу.
В 1921-1923 годах В.Н. Оболенский — директор Главной геофизической обсерватории, а с 1931 года возглавляет созданный по его же инициативе Ленинградский институт экспериментальной метеорологии.
Многое сделал Владимир Николаевич Оболенский в области изучения атмосферного электричества, исследований проблем аэрологии и климатологии. Но его самой выдающейся заслугой перед наукой являются работы в области прикладной метеорологии и создания самой передовой в мире экспериментальной метеорологии.
В 1931 году В.Н. Оболенский организует специальный научно-исследовательский институт искусственного дождевания, реорганизованный затем в Ленинградский институт экспериментальной метеорологии (ЛИЭМ), руководителем которого неутомимый ученый и экспериментатор оставался до последних дней своей жизни. Всесторонне проводятся изучения процессов и условий образования облаков и осадков, исследуются возможности вызывания их искусственным путем.
Под руководством Владимира Николаевича были сконструированы сложнейшие экспериментальные установки, специальная измерительная аппаратура для испытания различных электрических, химических, акустических и механических воздействий на изменение погоды. Была сооружена грандиозная как по размерам, так и по самому замыслу камера искусственного тумана («башня тумана»).
По инициативе В.Н. Оболенского для выполнения экспериментальных работ непосредственно в атмосфере была организована оснащенная уникальной аппаратурой самолетная метеорологическая лаборатория. Научными сотрудниками института экспериментальной метеорологии под руководством В.Н. Оболенского создано множество высокоточных и уникальных приборов. В лабораториях института исследовались и воспроизводились различные условия образования атмосферных осадков, состояний атмосферы, которые создаются при засухах и суховеях.
За многие годы напряженного труда В.Н. Оболенским были написаны и опубликованы десятки научных работ. Написанные им учебники широко известны во многих странах мира. Его трудами и поныне пользуются метеорологи и географы, мелиораторы и агрономы, гидрологи и лесоводы.
С именем В.Н. Оболенского связаны важнейшие этапы развития советской метеорологической науки. Ему принадлежит одно из почетных мест среди ученых — метеорологов всего мира.
Умер Владимир Николаевич Оболенский 21 сентября 1942 года в Кирове, где жил и работал после эвакуации из осажденного Ленинграда.