Азам рисования его обучила мама - художница-акварелистка Ольга Владимировна (урожденная Шервуд). Она была дочерью известного архитектора и живописца Владимира Осиповича Шервуда.
Параллельно с учебой в московской гимназии будущий выдающийся иллюстратор занимался в частной художественной школе-студии Константина Юона и посещал вечерние занятия по скульптуре в Строгановском художественно-промышленном училище.
После окончания гимназии в 1905 году Фаворский уехал в Мюнхен, где обучался рисунку и живописи в частной художественной академии Шимона Холлоши. Также Владимир Андреевич слушал лекции на искусствоведческом отделении философского факультета Мюнхенского университета. В 1907 году он вернулся в Москву и поступил в Московский университет на историко-филологический факультет, на созданное, в том числе и по его инициативе, искусствоведческое отделение.
К университетским годам относятся первые опыты Фаворского в области ксилографии - древнейшей техники гравирования по дереву, при котором изображение вырезывается на деревянной доске, а затем переносится на бумагу. Его работы впервые экспонировались в 1911 и 1912 годах на выставках Московского товарищества художников. Учебу Владимир Андреевич закончил в 1913 году, защитив диплом на тему "Джотто и его предшественники".
После начала Первой мировой войны Фаворский был мобилизован и участвовал в боях на Румынском фронте в качестве фейерверкера (унтер-офицера артиллерии) и батарейного разведчика. В июле 1916-го он был представлен к Георгиевскому кресту 4-й степени, награждение состоялось, а осенью того же года произведен в прапорщики.
В феврале 1918 года Фаворский вернулся в Москву и, по рекомендации живописца Роберта Фалька, начал преподавать во Вторых Государственных свободных художественных мастерских (бывшее Московское училище живописи, ваяния и зодчества).
В ксилографиях Владимира Андреевича конца 1910-х годов заметно его стремление к строгой логике организации формы, простоте и изяществу. Художник в тот период активно использовал в своих гравюрах черный штрих. Фаворский также сотрудничал с Театром марионеток, петрушек и китайских теней, организованным Наталией Сац. Он создал для театра деревянные фигуры-марионетки Давида и Голиафа.
Летом 1919 года Владимир Андреевич был вновь мобилизован, на этот раз в Красную армию в качестве офицера-артиллериста. Но уже на следующий год, благодаря ходатайству художника и искусствоведа Игоря Грабаря, он был возвращен с фронта и поступил в должности "профессора по деревянной гравюре" на графический факультет Высших художественно-технических мастерских (ВХУТЕМАСа).
Работы графика и иллюстратора Владимира Андреевича ФаворскогоПод руководством Фаворского были разработаны новые учебные программы. Владимир Андреевич читал созданные им теоретические курсы: "Теория композиции", "Теория графики" и "Теория книги". В 1923-1925 годах Фаворский был ректором ВХУТЕМАСа, и именно это время стало периодом наивысшего расцвета учебного заведения. В 1925 году на Всемирной выставке прикладного искусства в Париже успешно демонстрировались работы студентов вуза, а сам ВХУТЕМАС был удостоен почетного диплома за оригинальную и эффективную систему преподавания. Владимир Андреевич же получил Grand prix за свои гравюры на дереве. В 1927 году, после преобразования ВХУТЕМАСа во ВХУТЕИН (Высший художественно-технический институт), Фаворский руководил кафедрой ксилографии графического факультета.
С начала 1920-х и до середины 1930-х годов у Владимира Андреевича был самый активный творческий период. Каждое издание с его иллюстрациями становилось ярким событием художественной жизни. В том числе и потому, что у Фаворского был свой уникальный подход к работе над оформлением книги. "Я не иллюстрирую произведения, а создаю книгу", - писал мастер. Он воспринимал издание как единый целостный организм, в котором все - шрифт, пропорции разворота, место иллюстрации на странице, орнамент, заставки - помогает лучшему восприятию текста.
Владимир Андреевич создал отечественную школу книжной иллюстрации. Он и его последователи отказались от белого штриха (техники, при которой углубления на доске, вырезанные штихелем, остаются на оттиске белыми) и возродили классическую черноштриховую гравюру на дереве. Иллюстрации Фаворского строились без обрамлений и активно взаимодействовали с пространством книги. Художнику удалось "сконструировать" особый метафорический язык, сблизивший графику и словесное искусство.
Принципы книжного оформления Фаворского отразились в издании трагедии Андрея Глобы "Фамарь" (1923). Благодаря работе знаменитого графика, стихотворная пьеса на библейскую тему обрела эпический размах. В 1925 году с иллюстрациями Владимира Андреевича вышла "Книга Руфь" в переводе Абрама Эфроса. А единственным примером многоцветных ксилографий Фаворского стала книга Самуила Маршака "Семь чудес". Важнейшим достижением раннего периода советского книгоиздания и образцом для последователей художника считается оформленная им в 1929 году шуточная поэма Пушкина "Домик в Коломне".
Кроме книг Фаворский оформлял обложки журналов, придумывал экслибрисы, издательские марки и создавал знаменитые портреты классиков русской литературы - Достоевского и Пушкина. В 1933 году Владимир Андреевич начал осваивать новые сферы творчества: обратился к монументальной живописи и искусству сценографии, в котором проявил себя как мастер остроумных сценических решений. Фаворский отказался от громоздких декораций и создал подвижные сценические конструкции, позволявшие быстро преображать пространство спектакля. Такими стали его декорации к спектаклям "Двенадцатая ночь" по пьесе Шекспира для МХАТа Второго и "Собака на сене" по пьесе Лопе де Веги для Театра Революции.
Обширной была деятельность Фаворского в области преподавания. В 1930-1934 годах он успел поработать в Полиграфическом институте, в 1933-1938-м преподавал в Архитектурном институте, примерно в то же время - в Институте изобразительного искусства, и, наконец, в 1940-х годах был профессором в Институте прикладного и декоративного искусства.
В середине 1930-х годов в стране началась кампания по борьбе с формализмом в искусстве. Фаворский был объявлен идеологом формализма в графике. Его интерес к форме трактовался как невнимание к содержанию художественного произведения. Кульминацией всего этого стала разгромная статья, напечатанная в журнале "Искусство" в 1937 году. В ней якобы проводился "анализ" творчества Владимира Андреевича. После этого Фаворский был "освобожден" от преподавания в художественных учебных заведениях. На нем вплоть до начала оттепели оставалось клеймо "нераскаявшегося формалиста".
В конце 1930-х Фаворский работал над оформлением эпических памятников древней литературы. В частности, создал ряд интересных гравюр к изданию "Слова о полку Игореве" 1938 года, художественными средствами выразив монументальный характер текста. С очередным переизданием "Слова" художник успел поработать и позже. В 1952 году вышло еще одно издание "Слова о полку Игореве", оформленное Фаворским. Его причисляют к одному из самых известных произведений мастера.
За оформление "Слова о полку Игореве", поэмы "Борис Годунов" и "Маленьких трагедий" Пушкина Фаворскому в 1962 году была присуждена Ленинская премия. Тогда же он был избран действительным членом Академии художеств СССР, а через год удостоен звания народного художника СССР.
Владимира Андреевича не стало 29 декабря 1964 года. Великий иллюстратор похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.