V. Landsbergis gimė 1932 m. spalio 18 d. Kaune, architekto Vytauto Landsbergio-Žemkalnio ir akių gydytojos Onos Jablonskytės-Landsbergienės šeimoje. Gimtajame mieste baigė vidurinę ir J. Gruodžio muzikos mokyklas. 1950 m. įstojo į Valstybinę konservatoriją Vilniuje, ją baigė 1955 m. ir ligi šiol gyvena Lietuvos sostinėje.
1952 m., dar studijuodamas, V. Landsbergis ėmėsi pedagoginio darbo ir vertėsi juo iki 1990 m. kovo mėn. Dėstė fortepijoną Vilniaus M. K. Čiurlionio muzikos mokykloje, Valstybinėje konservatorijoje, jos Klaipėdos fakultetuose, Vilniaus Pedagoginiame institute. 1969 m. apgynė disertaciją "M. K. Čiurlionio kompozitoriaus kūryba". 1978 - 1990 m. – dirbo kaip Lietuvos Muzikos Akademijos profesorius. Čia 1994 m. apgynė habilituoto daktaro disertaciją.
1988 m. birželio 3 d. Vytautas Landsbergis išrinktas į Lietuvos Sąjūdžio iniciatyvinę grupę, o Sąjūdžio Steigiamajame suvažiavime spalio 22-23 d. - į jo Seimą bei Seimo Tarybą. Nuo 1988 m. lapkričio 25 d. iki 1990 m. balandžio 21 d. jis - Sąjūdžio Seimo Tarybos pirmininkas, o nuo 1991 m. gruodžio 15 d. - Sąjūdžio garbės pirmininkas. 1993 m. gegužės 1 d. įsteigiant Lietuvos konservatorių partiją - Tėvynės Sąjungą, išrinktas jos pirmininku. 1995, 1998 ir 2000 m. išrinktas juo pakartotinai ir ėjo šias pareigas iki 2003 m. Nuo 2003 m. – Tėvynės Sąjungos Prezidiumo narys, 2003-2013 m. – Tėvynės sąjungos Partijos politikos komiteto pirmininkas.
1990 m. kovo 11 d. Vytautas Landsbergis buvo išrinktas Lietuvos Respublikos Aukščiausiosios Tarybos pirmininku, vadovavo parlamento sesijai, kurioje tą dieną balsuota ir paskelbta atkuriama Lietuvos Respublikos nepriklausomybė; pagal Laikinąją Konstituciją tapo aukščiausiu valstybės pareigūnu – tai yra, valstybės vadovu.
Per 1992 m. spalio-lapkričio mėn. rinkimus Vytautas Landsbergis buvo išrinktas Lietuvos Respublikos Seimo nariu ir nuo tada Seimo jungtinės opozicijos - Tėvynės Santaros balsuotu sprendimu veikė kaip parlamento opozicijos vadovas. Jis taip pat buvo Lietuvos delegacijos Europos Tarybos Parlamentinėje Asamblėjoje bei Lietuvos delegacijos Baltijos Asamblėjoje narys.
1996 m. spalio mėn. išrinktas Seimo nariu Kauno kaimiškojoje apygardoje ir 1996 m. lapkričio 25 d. išrinktas Lietuvos Respublikos Seimo pirmininku.
Per 2000 m. rinkimus ketvirtą kartą išrinktas Lietuvos parlamento nariu ir iki 2004 m. vėl dirbo Seimo delegacijose į Europos Tarybos Parlamentinę Asamblėją ir Baltijos Asamblėją.
2003-2004 m. Vytautas Landsbergis buvo ir Europos Parlamento stebėtojas, o 2004-2014 m. – visateisis Europos Parlamento narys. V.Landsbergis buvo Europos Parlamento Europos liaudies partijos (krikščionių demokratų) grupės narys, šios grupės biuro narys, Užsienio reikalų komiteto bei Saugumo ir gynybos pakomitečio narys, Teisės reikalų komiteto pavaduojantis narys, Europos Parlamento Pietų Kaukazo delegacijos vicepirmininkas.
V. Landsbergis yra gavęs Gruzijos Šv. Georgijaus ordiną, Vytauto Didžiopjo ordiną su aukso grandine, Vytauto Didžiojo ordino Didįjį kryžių.
Jo anūkas Gabrielius Landsbergis yra išrinktas į Europos Parlamentą ir yra TS-LKD pirmininkas.