Належаў да каталіцкага шляхецкага роду. Скончыў Бабруйскае павятовае вучылішча (1824), потым вучыўся ў Пэтэрбурскім унівэрсытэце (па іншых зьвестках — у Віленскім унівэрсытэте) на мэдычным факультэце, але ня мог прызвычаіцца да анатаміяваньня і пакінуў вучобу.

З 1827 года юнак распачынае чыноўніцкую кар’еру. Ён працаваў памочнікам каморніка пры Менскім межавым судзе, служыў перакладчыкам у Менскай епархіяльнай кансысторыі, быў служачым у Менскай крымінальнай палаце.

У 1840 сумесна з жонкай Юзэфай Бараноўскай набыў невялікі маёнтак Люцінка (Люцынка) у Пяршайскай воласьці (каля мястэчка Івянец) Менскага павета і кінуў дзяржаўную службу.

Падчас паўстаньня 1863—64 гадоў абвінавачваўся ў распаўсюджваньні “шкодных для ўрада” ідэй. Расейская паліцыя прыпісвала яму аўтарства антыўрадавых выданьняў. Прамы ўдзел В. Дуніна-Марцінкевіча ў паўстаньні ня быў даказаны, але гэта ня вызваліла яго ад арышту. 3 кастрычніку 1864 да сьнежня 1865 гг. Дунін-Марцінкевіч быў зьняволены ў менскай турме, потым быў пад наглядам паліцыі, пад якім ён заставаўся амаль усю рэштку свайго жыцьця. Ягоная дачка Каміла за сувязь з паўстанцамі была выслана ў Сыбір і з 1863 адбывала ссылку ў Солекамску.

У 1876 г. Дунін-Марцінкевіч адкрыў нелегальную школку для навакольных дзяцей.

За сваё жыццё В. Дунін-Марцінкевіч ажыцьцявіў шматлікія падарожжы па Беларусі, а таксама ў Пэтэрбург, Маскву, Варшаву, Кіеў, Коўна. Валодаў некалькімі мовамі, выдатна ведаў беларускую вусна-паэтычную творчасць, пісьмовыя літаратуры (польскую, расейскую, украінскую, францускую).

Пісаў па-беларуску і па-польску. Творчую дзейнасьць пачаў з опэрных лібрэта, першыя зь якіх не захаваліся. У 1846 годзе ў Вільні надрукаваны яго драматычны твор “Сялянка” (“Ідылія”; пастаноўка зробленая ў Менску ў 1852 годзе). У 1850-я гады стварыў шэраг паэтычных твораў, вершаваных аповесьцей і апавяданьняў. Пісаў таксама творы на польскай мове.

У 1859 годзе пераклаў на беларускую мову паэму Адама Міцкевіча “Пан Тадэвуш”. Арганізаваў тэатральную трупу — першы беларускі тэатар, які наладжваў спэктаклі ў Люцінцы, а таксама ў Менску, Бабруйску і іншых месцах. У 1860-я — 1870-я гады напісаў камэдыі “Пінская шляхта” і “Залёты”. Значная частка яго твораў, у тым ліку камэдыі, ня ўбачылі сьвету пры жыцьці аўтара.

Распрацаваў у беларускай літаратуры новыя жанры: вершаваная аповесьць і апавяданьне. Таксама лічыцца пачынальнікам беларускай нацыянальнай драматургіі.

Пачаўшы пісаць, ён сутыкнуўся з тымі самымі цяжкасьцямі, што і ўсе літаратары гэтага пэрыяду — адсутнасьцю ўнармаванай беларускай мовы (не было слоўнікаў і граматык). Нягледзячы на гэта, ён здолеў выйсьці за вузкія дыялектныя межы і зарыентаваўся на агульнанародныя моўныя сродкі (пачаў ужываць формы словаў, якія былі вядомыя ва ўсёй Беларусі).

Памёр у Люцінцы 29 снежня 1884 г.

Фільм тэлеканалу “Белсат” пра Дуніна-Марцінкевіча:

https://www.youtube.com/watch?v=2Z9MOhnWXsM