Alīda Vija Artmane dzimusi 1929. gadā 21. augustā Tukuma apriņķa Kaivē, kur viņas tēva vecākiem – Ansim un Karlīnai Artmaņiem – piederēja jaunsaimniecība “Dekšņi”. Artmaņu dēls Fricis Arnolds (1910-1929) apprecēja poļu izcelsmes laukstrādnieci Annu Regīnu Zaborsku (1903-1975), taču pavasarī lauku darbos viņam plīsa vēderplēve un viņš nomira vēl pirms meitas dzimšanas.
Vijas bērnība daļēji aizritēja Sēmes pagasta “Dekšņās”, kur dzīvoja tēva māsas ģimene. Sešu gadu vecumā māte meiteni aizsūtīja pie bezbērnu zemnieku ģimenes, kas dzīvoja starp Iecavu un Baldoni, tur arī Vija uzsāka skolas gaitas. 30. gadu vidū pārceļas uz dzīvi Rīgā pie mātes.
No 1937. līdz 1944. gadam mācījās Rīgas 48. pamatskolā, no 1944. līdz 1947. gadam mācījās Rīgas 6. vidusskolā, no 1947. līdz 1948. gadam – Rīgas 3. vidusskolā. Paralēli no 1946. līdz 1949. gadam mācījās Dailes teātra Otrajā studijā. 1949. gada 16. oktobrī kļuva par Dailes teātra aktrisi.
Vija Artmane ir viena no izcilākajām 20.gadsimta latviešu teātra un kino aktrisēm. Kopumā viņas kontā ir vismaz 85 lomas uz teātra skatuves un piecdesmit – kinofilmās. Uzsākot darbu teātrī, viņa ātri sev pievērsa Dailes teātra dibinātāja un galvenā režisora Eduarda Smiļģa uzmanību. Pirmie lielie panākumi atnāca ar Džuljetas lomu Šekspīra lugā “Romeo un Džuljeta”, kur viņas partneris bija Eduards Pāvuls.
Filmēties Artmane sāka 1956. gadā Rutas lomā Rolanda Kalniņa filmā “Pēc vētras”, bet par savu īsto kinokarjeras sākumu pati uzskata Daces lomu Pāvela Armanda filmā “Kā gulbji balti padebeši iet” (1956).
Kinolomu ir bijis daudz, Artmane filmējusies ne tikai Rīgas kinostudijas filmās, bet ar lieliem panākumiem arī ārpus Latvijas. Piemēram, 2004. gadā Sanktpēterburgas kinofestivālā Forpost tika atzīmēta četrdesmitgade slavenajai Ļenfiļm studijas filmai “Dzimtas asinis” (1964), kur Artmane spēlēja galveno sieviešu lomu – Soņu. Aktrise tika aicināta uz festivālu saņemt apbalvojumu.
1953. gadā Vija Artmane apprecējās ar Dailes teātra aktieri Artūru Dimiteru (1915-1986), viņiem piedzima divi bērni – Kaspars Dimiters (1957) un Kristiāna Dimitere(1965).
Vija Artmane aktīvi piedalījās sabiedriskajā dzīvē. No 1950. gada viņa bija Latvijas Teātra savienības biedre. 1955. gadā viņu ievēlēja par Rīgas pilsētas Kirova rajona Tautas deputātu padomes deputāti. No 1958. gada – Latvijas Kinematogrāfistu savienības biedre. No 1961. gada kino darbinieku delegāciju sastāvā un vēlāk kā Padomju Miera aizstāvēšanas komitejas locekle viesojusies daudzās pasaules valstīs. 1968. gadā kļuvusi par PSKP biedri. 1971. gadā bija LKP 21. kongresa delegāte un PSKP 24. kongresa delegāte, 1976. gadā – LKP 22. kongresa delegāte. 1980. gadā kļuva par Padomju Miera aizstāvēšanas komitejas priekšsēdētāja vietnieci. No 1980. līdz 1987. gadam Artmane bija Latvijas PSR Augstākās Padomes deputāte. No 1983. līdz 1985. gadam bija Latvijas PSR Teātra biedrības valdes priekšsēdētāja.
Mirusi 2008. gada 11. oktobrī, apbedīta Pokrova kapos.