Родился 11 сентября 1928 года в Москве.
Окончил Театральное училище при Театре имени Ленинского комсомола (1950), театроведческий факультет ГИТИСа (1965).
С 1950 года - актёр театра имени Ленинского комсомола.
Будучи племянником великой актрисы Софьи Гиацинтовой, Всеволод Ларионов пошёл по её стопам - стал актёром Театра имени Ленинского комсомола. Начав с образов молодых романтиков, постепенно проявил самобытный комедийный талант.
Сниматься Всеволод Ларионов начал ещё будучи подростком - дебютировал в заглавной роли в приключенческом фильме "Пятнадцатилетний капитан". Вмиг став популярным киноактёром, он вскоре появился в картинах "Крейсер "Варяг", "Пржевальский", "Серебристая пыль". Причём, вскоре Ларионов перешёл преимущественно на отрицательные роли.
Однако в конце 1950-х годов актёр исчез с экранов. В этот период он окончил театроведческий факультет ГИТИСа, получив второе высшее образование. В кино Ларионов вернулся в конце 1970-х годов, с блеском сыграл Фёдора Николаевича в "Сибириаде", Ушакова в "Демидовых", судью Белса в "Доме, который построил Свифт", инквизитора в "Осаде Венеции", второго мужа в "Очах чёрных", Крюкова в сериале "Горячев и другие", полковника Гаврилова в "Русской певице". Лучшей работой Всеволода Ларионова признана роль Сергея Дягилева в фильме "Анна Павлова".
Много работал на дубляже.
Народный артист РСФСР (1977).
Ушёл из жизни 8 октября 2000 года в Москве. Он умер в собственной квартире после долгой и тяжёлой болезни. Похоронен актёр 10 октября на Ваганьковском кладбище (участок N 21).
