Владимир Машков вскоре стал заниматься у О. П. Табакова, а после играть в театре, которым тот руководил. Дебют Владимира Машкова в кино состоялся в 1989 году, в фильме «Зеленый огонь козы», а самом начале 1990-х годов он снялся в фильмах Андрея Малюкова «Делай раз!» и «Любовь на острове смерти».
Звездным стал для Владимира Машкова 1994 год, когда он исполнил главные роли в фильмах молодых российских режиссеров, ознаменовавших собой новый этап отечественного кинематографа: в «Лимите» Дениса Евстигнеева и в «Подмосковных вечерах» Валерия Тодоровского; после он ярко сыграл у Карена Шахназарова в драме «американская дочь». Владимир Машков тогда же выступил и как театральный режиссер, поставив на сцене Театра-студии Олега Табакова спектакли «Страсти по Бумбарашу» и «Смертельный номер». За ними вскоре последовала постановка в театре «Сатирикон» «Трехгрошовой оперы».
Одной из самых заметных работ Владимира Машкова стала роль Толяна в выдвигавшейся на «Оскар» картине Павла Чухрая «Вор», которая вышла на экраны в 1997 году.
Владимир Машков в последнее время очень активно работает в кино, он снимался в самых ярких российских фильмах - у Романа Балаяна в ленте «Две луны, три солнца», у Дениса Евстигнеева в «Маме», у Александра Прошкина в «Русском бунте». В последней картине Владимир Машков сыграл Емельяна Пугачева. В 1997 году Владимир Машков поставил «новогодний» фильм «Сирота казанская», в котором главные роли исполнили Елена Шевченко, Олег Табаков, Лев Дуров, Валентин Гафт, Николай Фоменко.
Известный человек в мире отечественного кино и театра Владимир Машков оказался востребованным Голливудом как актер. В последние годы Машков много времени проводит в США, снимаясь в голливудских фильмах.
В картине "Танцы в голубой игуане" (DANCING AT THE BLUE IGUANA - 2002) Владимир Машков снимался вместе с Дэрил Ханной. В "Американской рапсодии" (AMERICAN RHAPSODY - 2000) - с Настасьей Кински.
В настоящее время Владимир Машков сразу в нескольких картинах в довольно крупных ролях в Голливуде.