Родился 17 мая 1919 года в деревне Птахино Лобковской волости Смоленского уезда Смоленской губернии В 1934 году окончил 7 классов школы в деревне Пересна, в 1935 году – школу фабрично-заводского ученичества в посёлке Серебрянка. В 1939 году окончил Смоленский аэроклуб. В армии с февраля 1940 года. В январе 1941 года окончил Чугуевскую военную авиационную школу пилотов. С января 1941 – лётчик-инструктор Черниговской военной авиационной школы пилотов. Летал на истребителе И-15бис. В ноябре 1941 года из числа инструкторов школы был создан 651-й истребительный авиационный полк.
Участник Великой Отечественной войны: в ноябре 1941 – июне 1942 – лётчик 651-го истребительного авиационного полка (Сталинградский район ПВО). Участвовал в воздушном прикрытии Сталинграда. В июне – августе 1942 – командир звена 753-го истребительного авиационного полка, в августе – ноябре 1942 – заместитель командира авиаэскадрильи 4-го истребительного авиационного полка. Воевал на Брянском (июль 1942) и Сталинградском (август – октябрь 1942) фронтах. Участвовал в Воронежско-Ворошиловградской операции и обороне Сталинграда. 2 сентября 1942 года в воздушном бою был ранен осколками разорвавшегося снаряда в ногу, но через два дня вернулся в строй. В ноябре 1942 – сентябре 1944 – заместитель командира авиаэскадрильи и командир авиаэскадрильи 9-го гвардейского истребительного авиационного полка. Воевал на Сталинградском (декабрь 1942 – январь 1943), Южном (январь – октябрь 1943) и 4-м Украинском (октябрь 1943 – май 1944) фронтах. Участвовал в Сталинградской битве, Ростовской, Донбасской, Мелитопольской и Крымской операциях. За образцовое выполнение боевых заданий Командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 мая 1943 года гвардии лейтенанту Лавриненкову Владимиру Дмитриевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
24 августа 1943 года в районе села Александровка (Матвеево-Курганский район Ростовской области) в воздушном бою с ФВ-189 сбил вражеский самолёт, но столкнулся с ним в воздухе. Покинул свой истребитель Р-39 «Аэрокобра», у которого отвалилось крыло, с парашютом. Приземлился на территории противника и был пленён. Гитлеровцы перевезли лётчика на самолёте в город Днепродзержинск (ныне город Каменское Днепропетровской области, Украина), откуда на поезде отправили в Берлин. Усыпив бдительность конвоиров, В.Д. Лавриненков и другой лётчик – гвардии капитан В.Л. Карюкин в районе станции Ольшаница (Ракитянский район Киевской области, Украина) выпрыгнули ночью из идущего на полной скорости поезда и скрылись. 9 сентября 1943 года пробиравшиеся на восток беглецы встретили партизанский отряд имени В.И. Чапаева. В его составе В.Д. Лавриненков принимал участие в партизанских операциях и освобождении от отступающих оккупантов и полицаев села Хоцки (ПереяславХмельницкий район Киевской области, Украина). В.Л. Карюкин погиб в одном из боёв. 29 сентября 1943 года партизаны встретились с наступающими частями Красной Армии. Через два дня В.Д. Лавриненков вернулся в свой полк и продолжил воевать.
За образцовое выполнение боевых заданий Командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками, дающее право на получение звания Героя Советского Союза, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 июля 1944 года гвардии майор Лавриненков Владимир Дмитриевич награждён второй медалью «Золотая Звезда».
С сентября 1944 – командир 9-го гвардейского истребительного авиационного полка. Воевал на 3-м Белорусском (октябрь 1944 – апрель 1945) и 1-м Белорусском (апрель – май 1945) фронтах. Участвовал в Гумбиннен-Гольдапской, Инстербургско-Кёнигсбергской, Кёнигсбергской и Берлинской операциях.
После войны в ноябре 1948 года окончил Военную академию имени М.В. Фрунзе, а в ноябре 1954 года - Высшую военную академию (Военную академию Генерального штаба). В августе 1969 – декабре 1977 – командующий 8-й отдельной армией ПВО – заместитель командующего войсками Киевского военного округа по ПВО (город Киев, Украина).
Умер В.Д. Лавриненков 14 января 1988 года. Похоронен в Киеве на Байковом кладбище.