Владислав Путилин родился 1 февраля 1947 года в селе Листопадовка, Воронежская область. В 1969 году окончил Харьковское высшее военное командно-инженерное училище. Позже получил дополнительное вышее образование, окончив Военно-политическую академию имени В.И. Ленина. Имеет две ученые степени: кандидат философских наук и доктор экономических наук.

После окончания военного училища Путилин служил в Ракетных войсках стратегического назначения начальником расчета на космодроме Байконур. С 1970 по 1980 года проходил службу в РВСН в должностях: помощник начальника политического отдела по комсомольской работе Харьковского высшего военного командно-инженерного училища; старший инструктор отдела комсомольской работы политического управления РВСН; начальник отдела комсомольской работы; помощник начальника Политического управления РВСН по комсомольской работе.

В марте 1980 года назначен начальником политотдела, заместителем командира по политической части 58-й ракетной дивизии в Литве. В октябре 1985 года Владислав Николаевич переведен в Смоленск на должность первого заместителя начальника политотдела 50-й ракетной армии. С августа 1986 года в течение пяти лет исполнял обязанности инспектора Отдела административных органов ЦК КПСС. С июня 1991 года служил в аппарате Президента СССР.

Начальником организационно-мобилизационного управления, заместителем начальника Главного штаба РВСН по организационно-мобилизационной работе стал в апреле 1992 года. В 1997 году получил должность заместителя начальника Генерального штаба ВС РФ. Указом Президента Российской Федерации в следующем году Владиславу Николаевичу торжественно присвоено очередное воинское звание генерал-полковника.

С июля 2002 года Путилин исполнял обязанности начальника департамента мобилизационного развертывания экономики, заместителя министра экономического развития и торговли РФ. С мая 2004 года вступил в должность директора департамента экономики программ обороны и безопасности Министерства экономического развития и торговли России.

Должность первого заместителя председателя Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации, министра РФ занимал с 20 марта 2006 по май 2008 года. Затем, с 23 июня 2008 по 1 марта 2011 года являлся первым заместителем председателя Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации.

Владислава Николаевича 9 августа 2011 года избрали председателем совета директоров государственной корпорации «Роснано». Активно занимается общественной и научной деятельностью. Является член-корреспондентом Российской академии ракетных и артиллерийских наук. Автор большого количества научных публикаций в области военного строительства и экономического обеспечения программ обороны и безопасности.

За заслуги перед Отечеством удостоен Почетного звания Заслуженный военный специалист РФ. Награжден орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени; «За военные заслуги»; орденом Почета; орденом Красной Звезды; «За службу Родине в Вооруженных Силах СССР»; медалями СССР и РФ. Лауреат государственной премии РФ имени Г.К. Жукова за выдающийся вклад в развитие и укрепление обороноспособности РФ.