Окончив восьмиклассное техническое училище в Таганроге, В.М. Петляков мечтал поступить в Московское высшее техническое училище. В 1911 г., скопив из своего скудного заработка 25 рублей, он направился в Москву и успешно сдал вступительные экзамены на механический факультет МВТУ, но в связи с материальными затруднениями вынужден был прервать учебу. Ему пришлось работать вначале лаборантом на рудничной спасательной станции, затем помощником машиниста Таганрогского железнодорожного депо, токарем Брянского завода и даже прорабом архитектурного бюро в Москве. Одним словом, высшее образование досталось Владимиру Михайловичу нелегко.
Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции трудящиеся молодого Советского государства получили право на образование. В соответствии с Декретом, подписанным В.И. Лениным в 1910 г., студенты старших курсов высших учебных заведений, где бы они ни работали, откомандировывались для окончания учебы, В.М. Петляков получил возможность снова вернуться в Московское высшее техническое училище. В период учебы он одновременно работал лаборантом в аэродинамической лаборатории при авиационном расчетно-испытательном бюро. В то время это была если не единственная, то во всяком случае одна из немногих подобных организаций в стране.
В 1922–1923 гг. предпринимаются первые шаги к освоению цельнометаллического самолетостроения в нашей стране. В лабораториях МВТУ, ЦАГИ и на заводах начались работы по созданию отечественного дюралюминия. В 1922 г. кольчугинский завод выпустил первые образцы дюралюминия. Конструкторская группа А.Н. Туполева, работавшая в ЦАГИ, проверила правильность расчетов узлов и для освоения технологии их изготовления из нового материала разработала более простые наземные и надводные конструкции – аэросани и глиссеры, в процессе постройки которых был освоен металлический водонепроницаемый шов, затем конструкторы приступили к проектированию летающей лодки. В 1920–1921 гг. В.М. Петляков участвовал в создании и испытании глиссера, который строился в ЦАГИ. Это был первый отечественный глиссер с мотором мощностью 160 л. с. и водяным винтом. Он имел один основной редан и два подвижных плавника, которые служили кормовой опорной поверхностью и давали возможность на ходу менять угол атаки днища. В ноябре 1921 г. этот аппарат был спущен на воду. Испытывался он на Москве-реке, скорость его достигала 75 км/ч. Глиссер, подобно самолету, мог создавать внутренний крен около 30°. Постройка, проектирование и испытание этого надводного аппарата подтвердили теорию, на основе которой появилась возможность решить целый ряд важнейших вопросов, касающихся гидросамолетов и глиссеров.
В этот же период В.М. Петляков работал над дипломным проектом по теме «Легкий одноместный спортивный моноплан». Под руководством А.Н. Туполева он разработал исключительно легкую, прочную и простую в производстве конструкцию свободнонесущего крыла. Некоторые детали самолета предполагалось выполнить из дюралюминия. Дипломный проект был успешно защищен, и Владимир Михайлович стал инженером-механиком Научный сотрудник ЦАГИ (такова была должность молодого инженера) по поручению А.Н. Туполева начинает работу в отделе опытного самолетостроения. Используя свой производственный опыт, Петляков создает мастерские, внедряет новые технические приемы. Не стесняясь черновой работы, он налаживает испытание машин и оборудования и, часто садясь за руль созданных им глиссеров или аэросаней, проверяет их конструкцию, выявляя недостатки.
Владимир Михайлович занимался конструированием и одновременно являлся организатором производства аэросаней, глиссеров, торпедных катеров, самолетов и даже дирижаблей. Он активно участвовал в постройке дирижабля мягкой системы «Химик-Резинщик», который начали строить 4 ноября 1923 г. Первый полет дирижабля состоялся в июне 1926 г. в Ленинграде, а в 1928 г. на нем был совершен перелет из Ленинграда в Москву.
Разнообразная деятельность В.М. Петлякова, в том числе участие в аэросанных пробегах в качестве водителя в 1924, 1926 и 1929 гг., за что он был награжден значком московского автомобильного клуба, не мешала ему выполнять обширные научно-исследовательские работы. Так, проводя многочисленные испытания стенок лонжеронов с различными конструктивными элементами, он составил расчетные графики лонжеронов. Эти графики долгое время являлись единственным пособием для конструкторов при проектировании балок составного сечения. Им же был разработан метод расчета лонжеронного крыла, который давал довольно хорошие результаты, близкие к результатам статических испытаний опорных крыльев. Этот метод использовался конструкторами в течение всего периода, пока существовала гофрированная обшивка крыла на самолетах. Почти 40 лет назад в День Воздушного Флота Владимир Михайлович опубликовал статью под названием «Шесть требований к авиационным конструкциям». Высказанные в этой статье мысли не потеряли своей актуальности и в настоящее время.