Владимир Пичета родился 21 октября 1878 года в семье преподавателя духовной семинарии. В 1901 году окончил историко-филологический факультет Московского университета, где учился у известных историков и проявил интерес к изучению истории славянских народов. После окончания университета занимался преподавательской деятельностью, работал в учебных заведениях Москвы и Украины, а впоследствии стал профессором.
Особое место в жизни учёного занимала Беларусь. В июле 1921 года Владимир Пичета возглавил Белорусский государственный университет, став его первым ректором. Он участвовал в организации учебного процесса, развитии научной работы и формировании университетских традиций. Одновременно исследователь занимался историей белорусских городов, развитием языка и литературы, вопросами этногенеза белорусского народа и изучением наследия Франциска Скорины.
Научное наследие Владимира Пичеты насчитывает более 500 работ. Значительная часть его исследований посвящена социально-экономической истории Беларуси, Литвы и Польши, положению крестьянства, развитию городов и становлению Великого Княжества Литовского. Учёный владел тринадцатью языками, что позволяло ему работать с широким кругом исторических источников.
В 1930 году Пичета был арестован по так называемому «Академическому делу» и приговорён к ссылке. В 1935 году его досрочно освободили, после чего он вернулся к научной и преподавательской деятельности. В 1940 году учёный был восстановлен в звании академика Академии наук БССР, а в 1946 году избран академиком Академии наук СССР.
За заслуги в научной деятельности Владимир Иванович Пичета был удостоен ордена Трудового Красного Знамени и медали «За трудовую доблесть». Он умер 23 июня 1947 года в Москве. В 1967 году учёный был полностью реабилитирован.
Память о Владимире Пичете сохраняется в Беларуси. В Белорусском государственном университете учреждена премия его имени в области социальных и гуманитарных наук, а на здании исторического факультета открыта мемориальная доска. Его научное наследие остаётся важной частью отечественной историографии.
