Владимир Иванович Ильющенко родился в поселке Константиновка, на востоке Украины, в семье потомственных столяров-краснодеревщиков.
Учился в Суриковском институте на курсе Александра Дейнеки (1958–1964). Учеба совпала с периодом оттепели. Эти годы стали для него, как и для многих других, временем открытия европейского модернизма и русского авангарда, увлечения древнерусским искусством.
В. Ильющенко — художник из плеяды мастеров конца 1960–70-х, социалистический реализм сдавал свои позиции и стало возможным разнообразие авторских стилистических манер. Этому поколению принадлежат Лион и Злотников, Янкилевский и Турецкий, Кудряшов и Немухин, Дик и Колтунов, Жилинская и многие другие.
Сам художник определял свой стиль как «супрематический реализм». В его творчестве важное место занимают беспредметные произведения, но в его работах, даже беспредметных, нет сухости и ощущения схематизма — в них свежесть образа, живое дыхание непосредственно увиденного и человеческие эмоции.