Bukovskij sa v disidentskom hnutí v ZSSR angažoval od začiatku 60. rokov, pričom sa stal jednou z vodcovských osobností. Známy bol najmä vďaka svojej kritike politického zneužívania psychiatrie vo vtedajšom Sovietskom zväze. Kvôli svojej angažovanosti on sám strávil vo väzeniach, v špecializovaných psychiatrických liečebniach a pracovných táboroch približne 12 rokov svojho života.
V roku 1971 sa mu podarilo prepašovať na Západ dokumentáciu o zneužívaní psychiatrie proti oponentom sovietskeho režimu. Následne bol za to odsúdený a poslaný do vyhnanstva.
Zverejnené materiály však vyvolali prudkú reakciu odborných kruhov na Západe. ZSSR potom niektoré z kritizovaných praktík prestal využívať.
Po vyjednávaniach vlád Sovietskeho zväzu a Spojených štátov Bukovského v roku 1976 vymenili za čilského politického väzňa, generálneho tajomníka Komunistickej strany Čile Luisa Corvalána, ktorý bol väznený v Chile po prevrate generála Pinocheta. Vladimir Bukovskij sa potom presťahoval do Británie, kde žil v meste Cambridge.
Do Moskvy sa Bukovskij vrátil v roku do Moskvy v roku 1991, aby ako expert ústavného súdu vypovedal v procese proti Komunistickej strane Sovietskeho zväzu (KSSZ) v procese, v ktorom komunisti žalovali vtedajšieho prezidenta Borisa Jeľcina za zákaz ich strany na celom území Ruskej sovietskej federatívnej socialistickej republiky (RSFSR).
Bukovskij vtedy v rámci prípravy na súdne pojednávania získal prístup k tajným dokumentom Ústredného výboru KSSZ a tajnej služby KGB, ako aj k archívu prezidenta Ruskej federácie. Niektoré dokumenty si naskenoval a neskôr časť z nich použil v knihe Moskovský proces.
V roku 1992 Bukovskij odmietol ponuku kandidovať vo voľbách primátora Moskvy, ale v roku 2007 súhlasil s návrhom ruskej demokratickej opozície, že bude kandidovať vo voľbách prezidenta Ruskej federácie. Volebná komisia mu však účasť vo voľbách v roku 2008 nepovolila, pretože nespĺňal podmienku žiť desať rokov pred voľbami na ruskom území a nepredložil doklady o svojom zamestnaní.
V roku 2010 sa Bukovskij pridal k signatárom petície organizovanej ruskou opozíciou s názvom Putin musí odísť.
Bukovskij bol ostrým kritikom pomerov v Rusku, pričom predstaviteľov ruskej opozície upozorňoval na nutnosť vytvoriť jednotnú a silnú stranu. Angažoval sa však aj v britskej politike – podľa stanice BBC bol jedným z ideológov euroskeptickej Strany nezávislosti Spojeného kráľovstva (UKIP).
V posledných rokoch svojho života mal Bukovskij problémy s britskou políciou a justíciou, ktorá ho začala vyšetrovať po tom, ako sa v počítači v jeho dome v Cambridgei našli stiahnuté snímky s detskou pornografiou. Bukovskij spočiatku tvrdil, že ide o akciu ruských tajných služieb, neskôr uvádzal, že sa tieto snímky sťahoval na študijné účely, keď ho v 90. rokoch zaujal fenomén kontroly a cenzúry na internete, pričom skúmal aj dostupnosť stránok s detskou pornografiou.
Súdne konanie sa však niekoľkokrát odkladalo pre Bukovského zlý zdravotný stav. Vlani príslušný sudca rozhodol, že pokračovanie v konaní nie je „v záujme spravodlivosti“, a vyhovel žiadosti o trvalé prerušenie konania.
Vladimir Bukovskij bol synom sovietskeho spisovateľa a novinára Konstantina Bukovského. V českom preklade vyšli Vladimirovi Bukovskému knihy Moskevský proces a A vítr se vrací.