Вскоре семья переехала в Москву, где в 1896 г. произошло событие, сделавшее завязку жизни Владимира Михайловича Петлякова не менее трагичной, чем её конец. Внезапно заболел и умер его отец — Михаил Иванович Петляков. Умер совсем молодым — ему было всего тридцать два года. В ту пору в Москве ещё не существовало трамвая, и москвичи ездили на конке. Самые дешёвые места конки — империал — открытая всем ветрам верхняя часть вагона. Вероятно, именно здесь жестоко простудился Михаил Иванович Петляков и умер от воспаления мозговых оболочек.

Одна, с пятью детьми мал мала меньше, Мария Евсеевна Петлякова осталась в незнакомом городе без друзей, без родных. Конечно, так жить было невозможно, и тогда дед Евсей Евграфович Письмянский перевёз дочь с внучатами в Таганрог, отдав осиротевшей семье половину своего дома.

Жили бедно. Детские игрушки для семьи Петляковых были непозволительной роскошью. Впрочем, недостаток игрушек заменялся игрой воображения.

«Володя был всегда в работе, — пишет старшая сестра Петлякова Инна Михайловна Малашенко, — валявшийся во дворе и не успевший попасть в печку чурбанчик, кусок бумажки, картонка от коробки, камень служили ему и материалом и инструментом. Он делал коньки, на которых катался во дворе, летом из бумаги — змея, из картонок делал нам зверюшек и кукол с поворачивающимися руками и ногами, делал вертушки, примитивную водокачку, выбиравшую из дворовых луж воду.

Инструментом вначале служил камень, так как ни нож, ни топор бабушка не давала, чтобы хлопец не поранил рук, да и не затупил или не зазубрил инструменты.

Теперь, когда прошло так много времени, трудно вспомнить, что мастерил Володя, но его всегда интересовала всякая механика. Особенно часы. Он любил разбирать старые часы. Правда, со сборкой обычно бывало труднее — оставались лишние детали».

Детство Петлякова было коротким, и, хотя в нём, разумеется, существовали свои радости, это нелёгкое детство наложило отпечаток на всю его последующую жизнь. Неисчерпаемое трудолюбие матери для мальчика служило таким прекрасным примером, что не нужны были никакие педагогические ухищрения, чтобы вырастить из него настоящего человека. На правах старшего Владимир Петляков трогательно опекал младших, горячо любил мать. Одним словом, как вспоминает его другая сестра, Валентина Михайловна, «мы жили дружно и всегда стояли все за одного, один за всех».

В 1899 г. восьмилетний мальчик поступил во Второе приходское училище им. Гоголя. В 1902 г. окончил его. И хотя отец мечтал, чтобы Володя стал врачом, он устремился в технику. Владимир Петляков стал учеником Таганрогского среднего технического училища.

Первую трудовую копейку удалось заработать в 1906 г., когда будущему конструктору исполнилось 15 лет и был он тогда ученик 4-го класса среднего Таганрогского технического училища. На время летних каникул Петляков пошёл работать в железнодорожные мастерские депо станции Таганрог. Мать повела Володю к знакомому начальнику мастерских и попросила принять сына на работу. поскольку Володя к тому времени ещё не умел что-то делать, взяли его в «мальчики».

Как всегда, трудился он честно и добросовестно, а три рубля, положенные за этот труд, стали ощутимым вкладом в более чем скромный бюджет семьи. Проработав своё первое лето, Петляков пришёлся в таганрогских железнодорожных мастерских ко двору и стал работать там на каникулах каждый год. Его квалификация постепенно повышалась. Через несколько лет Владимир пересел на паровоз. Ему доверили обязанности помощника машиниста, достаточно большие до тем временам для молодого человека.

Работал Владимир Михайлович и в годы студенчества, оказавшегося на редкость долгим. Петляков просидел на студенческой скамье с 1912 по 1921 год. И неудивительно. Приходилось не только зарабатывать на хлеб насущный и поддерживать семью, считавшую его кормильцем, но и накапливать опыт и знания, без которых даже самые престижные дипломы выглядят пустыми, ничего не значащими бумажками.

«Предъявитель сего, студент Московского высшего технического училища Владимир Михайлович Петляков, — читаем мы в одной из бумаг, хранящихся в Ростовском областном архиве, подписанной горным инженером Левицким, — с 15 января 1912 года по 21 января 1913 года служил на Макеевской рудничной спасательной станции химиком и техником. За означенное время он сделал в лаборатории станции почти тысячу анализов рудничного воздуха, а также исполнял другие работы. В технической мастерской он заведовал рабочими по устройству испытательной станции для исследования взрывов угольной пыли и газа и производил разные другие работы для нужд станции: проводку парового отопления, конструирование и ремонт различных приборов и прочее... И зарекомендовал себя с наилучшей стороны во всех отношениях...»

«...Он на Преображенском стеклянном заводе К. И. Рашутиной производил исследование хода газогенераторной печи и установил горючее, в результате чего получилась экономия в топливе», — писал заведующий заводом Василий Рашутин.

Автор третьей бумаги — гражданский инженер Велиховский — подтверждает, что В. М. Петляков состоит техником на его постройках и все возложенные на него обязанности выполняет добросовестно».

Разные документы свидетельствуют о широте устремлений будущего инженера, его обязательности и добросовестности. Именно эти ценнейшие качества привели к тому, что даже невозможность быстро окончить Высшее техническое училище он из своей слабости сделал силой. Когда дело дошло до диплома, Петляков был уже вполне сформировавшимся, опытным инженером. Он знал многое, а умел не меньше.

Казалось, судьба уверенно готовила Владимиру Михайлович карьеру инженера-железнодорожника.

Ещё студентом МВТУ он работал в Донбассе машинистом (рабочее звание по тем временам чрезвычайно почётное, до которого дслуживались немногие). Затем, когда закончилась Гражданская война, был назначен начальником участка тяги в Дебальцово, пост очень высокий для молодого, ещё даже не дипломированного инженера. Но, несмотря на столь отчётливо обозначившиеся успехи на железнодорожном поприще, Петлякова ждала совсем другая судьба.

Именно в те годы о нём вспомнили его друзья из МВТУ. Один из них — Андрей Николаевич Туполев — руководитель дипломного проекта, который стал разрабатывать студент Петляков после того, как с большим трудом (он был слишком хорошим работником, чтобы с ним легко расстались) его освободили от должности начальника участка тяги и отпустили в Москву. Здесь после защиты диплома и началась его дорога в авиацию.

Петляков вошёл в когорту конструкторской молодёжи, которую возглавил Андрей Николаевич Туполев, совершивший в самолётостроении подлинную революцию, переведя самолётостроение с дерева на металл очень осторожно и расчётливо. Полётам первых металлических АНТов предшествовала кропотливая работа над глиссерами и аэросанями. В этой трудной и неторопливой подготовке, в первых шагах советского металлического самолётостроения Петляков со своим талантом, не по возрасту огромным практическим опытом, умением мыслить, проверяя точность мыслей на деле, оказался достойным партнёром. Туполев оценил это мгновенно.

О первых шагах Петлякова в самолётостроении рассказывают самые разные люди.

«Володя был увлечён своей работой, — вспоминает сестра Петлякова Валентина Михайловна, — постройкой опытных первых самолётов, первых аэросаней и глиссеров. Он возвращался домой усталым, подчас в замасленной косоворотке, с маслеными руками и лицом... Хорошо помню первый аэросанный пробег. Володя участвовал в этом пробеге на аэросанях № 1...»

«При поступлении в ЦАГИ я работал около месяца в группе Н. С. Некрасова, после чего Владимир Михайлович пригласил меня работать с ним по проектированию крыльев. И вот я стал сначала его единственным конструктором и помощником, а затем заместителем... Было страшно тесно. Владимир Михайлович нашёл и отвоевал помещение над пожарным сараем. В нём должны были разместиться крыльевая мастерская и наша конструкторская группа в два человека.