Настоящее  имя Виктор Владимирович. Родился 28 октября (9 ноября) 1885 в Малодербетовском улусе Астраханской губернии в семье орнитолога и лесовода, впоследствии – основателя первого в СССР заповедника.

С раннего детства Хлебников сопровождал отца в поездках, вел фенологические и орнитологические записи, позже участвовал в научных экспедициях в Дагестан, вместе с братом в 1905 совершил самостоятельное научное путешествие на Урал.

Первое из его сохранившихся стихотворений начиналось строкой «О чем поешь ты, птичка в клетке?..» Мать Хлебникова посвятила себя воспитанию пятерых детей, которые благодаря ей получили хорошее домашнее образование, приобрели вкус к литературе, живописи и истории.

В связи со служебными обязанностями отца семья часто переезжала. В 1897 Хлебников пошел в 3-й класс Симбирской гимназии, затем семья переехала в Казань, где будущий поэт окончил гимназию и в 1903 поступил в университет.

В годы учебы писал стихи и прозу, занимался живописью, математикой, биологией, химией, философией, изучал японский язык. Университетские профессора считали его многообещающим натуралистом. Сам же Хлебников в 1904 писал о себе: «Пусть на могильной плите прочтут: «Он нашел истинную классификацию наук, он связал время с пространством, он создал геометрию чисел. Он нашел славяний, он основал институт изучения дородовой жизни ребенка...».

В 1908 Хлебников приехал в Петербург и поступил в университет – сначала на естественный факультет, затем на историко-филологический (оставил учебу в 1911). Сблизился с кругом символистов, посещал «среды» Вячеслава Иванова и «Академию стиха» при журнале «Аполлон», где встречался с акмеистами. Хлебникова сближал с символистами интерес к мифологии, русской истории и фольклору (именно в кругу Вячеслава Иванова он получил древнее славянское имя Велимир).

Однако уже в эти годы у Хлебникова появились отличные от символистов и акмеистов взгляды на природу слова. С 1905, тяжело переживая поражение России в русско-японской войне и поражение Первой русской революции, он пытался вывести числовые законы Времени, влияющие на судьбы человечества.

В 1908 в журнале «Весна» было опубликовано первое стихотворение Хлебникова "Искушение грешника". Тогда же состоялось его знакомство с В.Каменским, Д.Бурлюком и др. членами группы «Гилея», к которым затем присоединились В.Маяковский и Б.Лившиц. Вскоре Хлебников стал главным теоретиком футуризма, который называл «будетлянством». Его стихи вошли в футуристический сборник "Садок судей" (1910), которым заявило о себе новое литературное движение. В том же году вышло еще несколько поэтических и теоретических книг Хлебникова – "Ряв!", "Творения 1906–1908" и др.

Знаменитый сборник футуристов "Пощечина общественному вкусу" (1912) наполовину состоял из стихов Хлебникова – "Кузнечик", "Бобэоби пелись губы..." и др. Ритмический и звуковой строй этих стихов, а также написанных к тому времени пьесы "Маркиз Дэзес" (1909–1911) и поэмы "Журавль" (1909) был ориентирован на разговорную речь. В "Пощечине общественному вкусу" была напечатана составленная Хлебниковым таблица "Взор на 1917 год", в которой он, согласно своим исчислениям законов времени, предсказал «падение государства».

В 1912 была издана книга Хлебникова "Учитель и ученик", в которой он изложил основы "будетлянства" как нового искусства. Его поэтико-лингвистические исследования легли в основу «заумного языка», разработанного им совместно с поэтом А.Крученыхом и воплощенного в их общей поэме "Игра в аду" (1912).

В общем сборнике Крученыха и Хлебникова "Слово как таковое" (1913) о «зауми» было сказано, что она пользуется «разрубленными словами, полусловами и их причудливыми хитрыми сочетаниями». По определению Хлебникова, в «зауми» происходит «сопряжение корней» слов, первоначально разложенных на фонетические составляющие.

С началом Первой мировой войны Хлебников начал изучать законы прошлых войн, чтобы предсказать ход текущей войны. Результатом этой работы стали книги "Битвы 1915–1917 гг." ,"Новое учение о войне" (1915) и "Время мера мира" (1916). Неприятие мировой бойни составляет содержание поэмы "Война в мышеловке" (1915–1922) и других произведений этого периода.

В 1916 Хлебников был призван в армию и оказался в запасном полку в Царицыне, где, по его словам, «прошел весь ад перевоплощения поэта в лишенное разума животное». С помощью знакомого врача ему удалось добиться освобождения от армии. В это время поэт мечтал создать общество "Председателей Земного Шара", в которое мог бы войти каждый, кто ощущает свое единство с человечеством и ответственность за его судьбу.

В понимании Хлебникова, искусство имеет жизнестроительное значение в судьбе поэта-«творянина». С необходимостью внебытового существования «творянина» связаны странствия поэта по России. Хлебников считал, что «стихи – это все равно что путешествие, нужно быть там, где до сих пор еще никто не был».

Образ жизни Хлебникова точно охарактеризован в воспоминаниях поэта Н.Асеева: «В мире мелких расчетов и кропотливых устройств собственных судеб Хлебников поражал своей спокойной незаинтересованностью и неучастием в людской суетне. Меньше всего он был похож на типичного литератора тех времен: или жреца на вершине признания, или мелкого пройдоху литературной богемы. Да и не был он похож на человека какой бы то ни было определенной профессии. Был он похож больше всего на длинноногую задумчивую птицу... Все окружающие относились к нему нежно и несколько недоуменно».

Октябрь 1917 Хлебников встретил в Петрограде. Впоследствии описал увиденное в поэме "Ночной обыск" (1921). В 1918 находился в Астрахани и описал свои впечатления в поэме "Ночь перед Советами" (1921). В 1920–1921 на Украине Хлебников стал свидетелем разгрома армии Деникина, который описал в поэмах "Ночь в окопе" (1920), "Каменная баба" (1919), в рассказе "Малиновая шашка" (1921) и др. произведениях.

Затем Хлебников приехал на Кавказ, где работал в различных газетах, в бакинском и пятигорском отделении РОСТА, в Политпросвете Волжско-Каспийского флота. Революционные события на Востоке стали темой поэмы "Тиран без Тэ" (1921). Осмысление революции как вселенского явления происходит в поэме "Ладомир" (1920).

В декабре 1921 Хлебников вернулся в Москву. К этому времени относится его пророчество относительно собственной судьбы: «Люди моей задачи часто умирают тридцати семи лет». В 1922 написал "Зангези".

Весной 1922, уже будучи тяжело больным, Хлебников отправился в Новгородскую губернию вместе с художником П.Митуричем.

Умер Хлебников в д.Санталово 28 июня 1922.

Творчество Хлебникова оказало огромное влияние как на многих крупных поэтов ХХ в. – В.Маяковского, О.Мандельштама, М.Цветаеву, Б.Пастернака, Н.Заболоцкого и др., так и на развитие новых – ритмических, словотворческих и пророческих – возможностей поэзии.