Ramachandran sinh năm 1951 tại Tamil Nadu, Ấn Độ.[1][2] Mẹ của ông có bằng toán học; ông của Ramachandran là Alladi Krishnaswamy Iyer, một trong những người lập ra hiến pháp Ấn Độ.

Cha của Ramachandran, V. M. Subramanian, là một kỹ sư làm việc cho Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên Hợp Quốc và là nhà ngoại giao ở Bangkok, Thái Lan.[2][3] Ramachandran theo học các trường ở Madras, và các trường của Anh ở Bangkok.[4]

Cha của Ramachanran muốn ông trở thành bác sĩ hơn là nhà nghiên cứu. Vì vậy, ông đã học và được Trường Cao đẳng Y tế Stanley ở Chennai, Ấn Độ cấp bằng Cử nhân Y khoa và Cử nhân Phẫu thuật.[5]

Ramachandran nhận bằng Tiến sĩ từ Cao đẳng Trinity, Đại học Cambridge. Sau đó, ông chuyển đến Mỹ, nơi ông có hai năm làm việc tại Caltech với Jack Pettigrew trước khi được bổ nhiệm làm Giáo sư Trợ lý môn Tâm lý học tại Đại học California, San Diego vào năm 1983, rồi trở thành một Giáo sư Thực thụ năm 1998. Ông hiện đang là Giáo sư Đặc biệt tại Khoa Tâm lý học của UCSD,[6] Giám đốc Trung tâm Trí não và Nhận thức.[7][8] Ở đó, ông cùng hoạt động khoa học với các sinh viên đã tốt nghiệp, và các nhà nghiên cứu từ khắp nơi về các lý thuyết mới trong ngành khoa học thần kinh.[2] Từ tháng 7 năm 2019, ông là giáo sư trực thuộc chương trình Khoa học thần kinh của Trường Y UCSD [9], và là Giáo sư Thỉnh giảng tại Viện Nghiên cứu Sinh học Salk.[10]

Năm 1987, Ramachandran kết hôn với một nhà khoa học, đồng nghiệp của ông, và cũng là đồng tác giả với ông ở nhiều tác phẩm, Diane Rogers-Ramachandran. Họ có hai người con trai.[2]

Công trình khoa học của Ramachandran có thể được chia thành hai giai đoạn. Từ đầu những năm 1970 cho đến cuối những năm 1980, ông hầu như chỉ tập trung nghiên cứu về xử lý thị giác ở người, đặc biệt là về nhận thức lập thể. Ông bắt đầu công bố nghiên cứu trong lĩnh vực này vào năm 1972, với một bài báo trên tạp chí Nature khi vẫn còn là sinh viên tại trường Cao đẳng Y tế Stanley.[2][11]

Năm 1991, nghiên cứu của Tim Pons về tính dẻo của vỏ não đã truyền cảm hứng cho Ramachandran. Nghiên cứu của Pons đã chứng minh được sự tái tổ chức vỏ não ở khỉ sau khi cắt cụt một ngón chi. Ông là một trong những nhà nghiên cứu đầu tiên nhận ra tiềm năng của công nghệ chụp não trong chứng minh sự khả biến thần kinh ở vỏ não người sau khi cắt bỏ chi.[12] Sau đó, ông bắt đầu nghiên cứu về hiện tượng chi ma, nhưng rồi chuyển sang các bí ẩn thần kinh, bao gồm chứng rối loạn nhận dạng toàn vẹn cơ thể và hội chứng ảo giác Capgras.

Một số lý thuyết của Ramachandran đã gây hoài nghi.[13][14][15] Ông trả lời: "Tôi đã - dù tốt hay tệ hơn - đi lang thang trong cả vùng đất rộng lớn của nhận thức thị giác, nhận thức lập thể, hiện tượng chi ma, chứng từ chối chấp nhận liệt, hội chứng ảo giác Capgras, cảm giác kèm và nhiều điều khác nữa." [16]

Ramachandran đã từng là nhà tư vấn trong các lĩnh vực như tâm lý học pháp y và khoa học thần kinh về giảm cân. Năm 2007, ông là nhân chứng chuyên môn về mang thai giả tại phiên tòa xét xử Lisa M. Montgomery.[17] Ông còn là tư vấn viên của công ty Modius khi công ty này phát triển công nghệ giảm cân dựa trên cơ sở kích thích điện những bộ phận điều khiển việc giảm cân của não.[18] Ông cũng đã cùng các bác sĩ Ấn Độ nghiên cứu về đậu mèo rừng, một liệu pháp Ayurveda cho bệnh Parkinson.[19]

Trong những nghiên cứu khoa học của mình, Ramachandran thường sử dụng các thiết bị đơn giản, như gương hoặc kính lập thể kiểu cũ, thay vì các công nghệ chụp não phức tạp như chụp cộng hưởng từ. Ông đã thẳng thắn chia sẻ về cách tiếp cận dựa trên trực giác của mình trong nghiên cứu não bộ. Trong một cuộc phỏng vấn với tạp chí Frontline [20] ông nói:

"Trực giác là thứ giúp bạn bắt đầu; rồi mới cần các nghiên cứu thực nghiệm... công nghệ chụp não thường đẩy bạn vào ảo giác hiểu những gì đang diễn ra. Vì vậy, đôi khi, không dùng công nghệ là hướng đi của tôi và một số đồng nghiệp. Chúng tôi chỉ dùng đến nó khi thực sự cần thiết, chẳng hạn như khi chẩn đoán y tế. Chúng tôi dựa nhiều vào trực giác khi thực hiện các thí nghiệm đơn giản, vì nếu phụ thuộc vào những hình ảnh y tế mới lạ đó, khả năng sáng tạo sẽ kém hơn."