Родился Владимир Николаевич в семье архитектора Николая Алексеевича Ипатьева и Анны Дмитриевны Глики. Помимо Владимира в семье воспитывались сестра Вера и младший брат Николай. Последний — русский офицер, инженер и общественный деятель, владелец Ипатьевского дома, в котором содержался и был расстрелян вместе с семьёй последний российский император Николай II. Владимир Ипатьев приходится единоутробным братом Льву Чугаеву — также выдающемуся учёному-химику.