დაიბადა 1903 წელს, წყალტუბოს რ-ნის სოფ. რიონში. ვლადიმერ ნანეიშვილი მოწოდებით იყო სამხედრო, ამიტომაც თავად შევიდა წითელი არმიის რიგებში 1925 წელს, 23 წლის ასაკში. 1928 წელს დაამთავრა სამხედრო-საჰაერო სასწავლებელი და გახდა საკადრო მფრინავი.
შემდეგ მსახურობდა უკრაინაში, 1935 წლიდან კი გადაიყვანეს ლენინგრადში, ქ. პუშკინოში, სადაც დაინიშნა 22-ე მსუბუქი შემტევი დივიზიის მეთაურად. 1938 წელს ლიპეცკში დაამთავრა წითელი არმიის სამხედრო-საჰაერო ძალების უმაღლესი საავიაციო კურსები, იმავე წლის ნოემბრიდან გახდა 68-ე მსუბუქი ბომბდამშენი ავიაბრიგადის მეთაურის თანაშემწე. 1939 წლის თებერვლიდან ნანეიშვილს ანდეს ლენინგრადის სამხედრო ოკრუგის 71-ე, ახლო მანძილის სწრაფი ბომბდამშენი, შემდეგ კი მე-18 სწრაფი ბომბდამშენი ავიაბრიგადის მეთაურობა.
1940 წლის იანვარ-მარტში მონაწილეობდა ფინეთის წინააღმდეგ საბჭოთა კავშირის ომში და სწორედ მე-18 ბრიგადის მეთაურის რანგში. ბრიგადის შემადგენლობაში 126 სწრაფი ბომბდამშენი შედიოდა. ბრიგადამ ფრონტის ხაზიდან 6 კმ-ის სიღრმეში წარმატებით გაანადგურა თავდაცვითი ნაგებობები, მუოლა იარვის ტბიდან სუმმამდე ტერიტორიაზე. 30 იანვარს თავად ვ. ნანეიშვილი გაეშურა “მანერჰეიმის ხაზის” დასაბომბად. მეთაურმა თავისი თვითმფრინავი ზუსტად გაიყვანა მტრის ერთ-ერთ ბეტონის სიმაგრის თავზე და ზუსტი დამიზნებით, საჰაერო ბომბით გაანადგურა.
ნანეიშვილის მე-18 ბრიგადამ 1247 სამხედრო გაფრენა განახორციელა და ყველა რეიდიდან მისი მფრინავები გამარჯვებულები ბრუნდებოდნენ.
საბჭოთა კავშირის გმირის წოდება (ლენინის ორდენითა და “ოქროს ვარსკვლავით”) ვლადიმერ ნანეიშვილს სწორედ ფინეთთან ომში მიღწეული წარმატებისთვის მიენიჭა – 1940 წლის 21 მარტს, მე-18 საავიაციო ბრიგადის წარმატებული ხელმძღვანელობისათვის.
თუმცა დიდ სამამულო ომშიც მან არაერთ წარმატებას მიაღწია. კერძოდ, ქართველი გმირი მეთაურობდა 46-ე და 47-ე არმიების საჰაერო ძალებს, მონაწილეობდა ირანის ექსპედიციაში, იბრძოდა ყირიმში, სტალინგრადთან, კურსკის შვერილზე, ათავისუფლებდა უკრაინას და ევროპაშიც შეჰყვა განმათავისუფლებელ წითელ არმიას (ზემოთ ნახსენები არმიების გარდა, იბრძოდა 44-ე არმიაში, იყო მე-5 საჰაერო არმიის 238-ე საავიაციო შემტევი დივიზიის მეთაური, მე-8 საჰაერო არმიის მეთაურის მოადგილე, მე-2 საჰაერო არმიის მეთაურის მოადგილე, 1-ლი და მე-4 უკრაინული ფრონტების საჰაერო არმიები-ს მეთაურების მოადგილე, 1944-1945 წლებში კი მე-8 შემტევი საავიაციო კორპუსის მეთაური – 1-ლი უკრ. ფრონტის მე-2 საჰაერო არმია და მე-4 უკრ. ფრონტის მე-8 საჰაერო არმია) .
1945 წლის 6 იანვარს ვ. ნანეიშვილის თვითმფრინავი ჩამოგდებულ იქნა. იმ მომენტში უკვე გენერლის რანგში მყოფი ნანეიშვილი მტრის ტერიტორიაზე ჩამოვარდნას გადარჩა და აპრილამდე ჰოსპიტალში იმყოფებოდა. თუმცა ომის ბოლო დღეები, 1945 წლის 30 აპრილიდან, ფრონტზე გაატარა, სადაც ისევ მე-8 შემტევ საავიაციო კურპუსს მეთაურობდა.
საბჭოთა კავშირის გმირი, გენერალი ვლ. ნანეიშვილი ომის შემდგომ ცხოვრობდა თბილისში. მან დიდი წვლილი შეიტანა საქართველოს სამოქალაქო ავიაციის განვითარებაში. გარდაიცვალა თბილისში, 1978 წლის 16 ნოემბერს.
