Владимир Шпак окончил Ленинградский технологический институт (1931) и там же преподавал до 1975 года; профессор с 1955 года. Одновременно с 1948 года он работал в Институте прикладной химии, в 1952-1977 годах занимал пост его директора. В 1939 году он вступил в ВКП (б). Основные труды В.С. Шпака посвящены технической органической химии. Синтез и разработка технологии производства ряда органических соединений (нитросоединений, аминов, эфиров), осуществленные Шпаком, были реализованы в промышленности. Ученый стал одним из организаторов создания отрасли производства фторорганических соединений в химической промышленности. В 1961 году за успехи в создании образцов ракетной техники и обеспечении полета человека в космическое пространство ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда. В 1968 году В.С. Шпак был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1981 — ее действительным членом.