Он родился 8 февраля 1928 года в Павловском Посаде в семье механика на ткацкой фабрике и воспитательницы в детском саду. Мальчик рос способным и сообразительным, в школе ему легко давались математика, физика и история. Детство будущего актёра кончилось в 13 лет, когда началась война. Школу переоборудовали под госпиталь, а ученики разбрелись по ремесленным училищам, чтобы потом работать на военных заводах и помогать фронту. Вячеслав выучился на токаря по металлу и вскоре уже стоял у станка сутки напролёт. Лучшим отдыхом после тяжёлой смены для юноши были сеансы в кинотеатре «Вулкан». Вместе с друзьями он пересмотрел все героические картины, восхищался экранным Чапаевым и Александром Невским.
В те тяжёлые годы многие парни делали себе татуировки, и Тихонов не стал исключением — наколол на руке собственное имя «Слава», а потом всю жизнь прятал руку от камер. Родители видели смышлёного сына инженером или агрономом, но он тайно мечтал о кино. Поступив сначала на подготовительный курс Автомеханического института, спустя год Вячеслав отнёс документы во ВГИК. Педагоги не сразу разглядели в нём талант — молодому человеку ответили отказом, и лишь когда экзамены уже завершились, его неожиданно зачислили на курс Бориса Бибикова и Ольги Пыжовой.
Институт он окончил с отличием, а за годы учёбы успел приобрести съёмочный опыт. Ещё на втором курсе режиссёр Сергей Герасимов пригласил Вячеслава вместе с другими студентами в свою картину «Молодая гвардия». Многим дебютантам фильм дал большой толчок в развитии карьеры. Однако Тихонову, сыгравшему Володю Осьмухина, после съёмок ещё несколько лет не предлагали главных ролей. В это время основным местом работы для него стал Театр Киноактёра — Вячеслав блистал в образе Медведя в спектакле Эраста Гарина «Обыкновенное чудо», став первым исполнителем этой роли.
Своим счастливым билетом в мир большого кино Вячеслав Тихонов считал роль тракториста Матвея Морозова в мелодраме Станислава Ростоцкого «Дело было в Пенькове». Для образа деревенского парня красавцу-актёру изменили форму бровей и осветлили волосы, чтобы он выглядел в кадре менее аристократично. Картина положила начало многолетней дружбе Тихонова и Ростоцкого. Они вместе работали над фильмами «Майские звёзды», «На семи ветрах», «Доживём до понедельника», «Белый Бим, Чёрное Ухо». А впоследствии режиссёр посвятил своему другу документальный фильм «Профессия — киноактёр».
В середине 60-х годов карьера Вячеслава Тихонова вышла на новый уровень. Он сыграл князя Андрея Болконского в экранизации своего любимого литературного произведения «Война и мир». Пробы актёра не понравились Сергею Бондарчуку, который видел в этом образе Иннокентия Смоктуновского, но Тихонову благоволила министр культуры Екатерина Фурцева, с подачи которой он и был утверждён. На создание эпохальной картины ушло четыре года, которые стали для Вячеслава Тихонова серьёзным испытанием. Он работал с полной самоотдачей, пытаясь найти нужные грани образа, и после съёмок чувствовал себя опустошённым. Режиссёр постоянно критиковал Тихонова и остался недоволен его игрой. Да и сам актёр считал, что так и не сумел воплотить на экране того Болконского, который был описан в книге, и всерьёз подумывал завершить кинокарьеру. К счастью, зрители не были столь критичны — после выхода картины читатели журнала «Советский экран» признали Вячеслава Тихонова лучшим актёром.
В начале 70-х Тихонов получил роль, которой было суждено возвести его в ранг великих актёров своего времени. Многосерийный детектив Татьяны Лиозновой «Семнадцать мгновений весны» собрал у экранов всю страну, а за судьбу главного героя зрители переживали как за самих себя. В образе Штирлица Вячеслав Тихонов сумел раскрыть все стороны своего актёрского таланта — тонкий психологизм, точность мимики и жестов, умение держать крупные планы. Образ разведчика настолько слился в сознании поклонников с личностью самого актёра, что на улице к нему обращались не иначе как «Штирлиц». Тихонов таких ассоциаций не любил и нередко отвечал восторженным фанатам, что они его с кем-то перепутали. Когда в конце 2000-х на экраны вышла раскрашенная версия легендарного фильма, исполнитель главной роли отреагировал резко отрицательно, заявив что это безобразие не имеет никакого отношения к съёмочной группе.
Вячеслав Тихонов был поистине разноплановым актёром, который с лёгкостью мог перевоплотиться и в благородного красавца, и в скромного учителя, и в высокоинтеллектуального разведчика. «Они сражались за Родину», «ТАСС уполномочен заявить…», «Убить дракона», «Любовь с привилегиями», «Утомлённые солнцем» — в любое время для его таланта находились подходящие роли. Последнее появление великого актёра на экране состоялось в 2009 году — он предстал в символичном образе добродушного старика с нимбом на голове в фильме Эльдара Рязанова «Андерсен. Жизнь без любви».
Личная жизнь любимого актёра преподнесла ему немало испытаний. Со своей первой женой Нонной Мордюковой он познакомился в стенах ВГИКа, а свадьбу сыграли уже после рождения сына Владимира. Совместная жизнь молодых актёров не была безоблачной — они много лет вынуждены были скитаться по коммуналкам, пока наконец не обрели собственный угол. К тому времени брак уже дал трещину. О причинах расставания две звезды советского кино предпочитали молчать, развелись тихо и без скандалов. Судьба единственного сына сложилась трагически. Владимир Тихонов окончил Щукинское училище, играл в театре и снимался в кино, но главной его страстью был сначала алкоголь, а затем и наркотики. Он успел дважды жениться и подарить родителям двух внуков, но семья не спасла его от пагубных привычек. Владимир скончался в 40 лет после очередного инсульта, вызванного его зависимостями.
Вячеслав Тихонов тяжело переживал ранний уход сына. К тому моменту он давно уже был женат на преподавательнице французского языка Тамаре, которая подарила ему дочь Анну. Девушка стала отдушиной для знаменитого отца — она продолжила его дело, окончила актёрский факультет ВГИКа, снималась в кино, а позже занялась продюсированием. В браке с режиссёром Николаем Вороновским у неё родились два сына-близнеца Вячеслав и Георгий.
После потери Вячеслав Тихонов поселился на своей даче на Николиной Горе и перестал появляться на публике, так что в прессе актёра даже прозвали Великим Отшельником. В новом тысячелетии его преследовали проблемы со здоровьем — Тихонов перенёс инфаркт и часто жаловался на боли в сердце. В ноябре 2009 года актёру провели операцию на сосудах, но состояние его только ухудшалось. Тихонова пришлось подключить к аппаратам гемодиализа и искусственной вентиляции лёгких, но все усилия оказались тщетными. 81-летний Вячеслав Тихонов ушёл из жизни 4 декабря 2009 года.
Трагедия изменила его жизнь: не стало звезды фильма «Свой среди чужих, чужой среди своих»