Tatlin è stato un artista completo, dedito sia alla pittura che alla musica folkloristica, motivato dai suoi continui viaggi in Turchia, in Grecia e sulle coste dell'Africa del Nord, per il suo lavoro di marinaio.

Appassionato di cubismo e futurismo fu amico di Goncarova e Larionov, con i quali condivise varie esposizioni.

Realizzò rilievi astratti polimaterici (i Controrilievi), inaugurando in tal modo il costruttivismo, con cui esprimeva l'arte funzionale, costruttiva appunto, attenta ai nuovi materiali dell'epoca e alle tecniche industriali.

Il suo incontro con Pablo Picasso avvenuto a Parigi lo influenzò nella tecnica di scomposizione degli oggetti su piani diversi, fino ad ottenere forme geometriche perfette.

Professore d'arte e di tecniche pittoriche durante la rivoluzione russa, Tatlin aderì alla corrente del produttivismo, secondo la quale l'arte veniva asservita ai principi pratici della costituzione di una società nuova e egualitaria.

Nel 1919 fu coinvolto nel progetto di un monumento (una torre metallica a forma di spirale di 400 metri) che doveva essere dedicata alla Terza Internazionale, ma i lavori di costruzione non furono mai iniziati e il progetto venne abbandonato.

Nel 1932, per via del decreto staliniano, che aveva stabilito lo scioglimento di qualunque gruppo potesse essere considerato troppo moderno all'epoca, decise di trasferirsi a Leningrado, dedicandosi al disegno industriale e alla scenografia.