Народився 9 серпня 1938 року с. Зозів Липовецького району Вінницької області.
У 1956 році закінчив Брусилівську середню школу зі срібною медаллю. А потім продовжив навчання у Київському будівельному технікумі.
По закінченні Київського будівельного технікуму здобував вищу освіту у Київському інженерно-будівельному інституті та інституті народного господарства. 10 місяців відслужив у Збройних силах. Затим працював на підприємствах «Головкиївміськбуду». Пройшов шлях від робітника до директора заводу залізобетонних виробів, головного інженера домобудівного комбінату, а згодом — першого заступника начальника «Головкиївміськбуду».
З 1987 по 1989 рік перебував у Республіці Афганістан. Після — працював у системі Держбуду, був заступником голови виконкому Київської міської ради народних депутатів, обіймав посаду генерального директора ДКП «Київреконструкція».
У 1994—1996 роках — заступник голови, перший заступник голови Київської міськдержадміністрації.
З серпня 1996 по 20 квітня 2006 року — голова Київської міської державної адміністрації.
На виборах київського міського голови у березні 2006 року програє та займає лише третє місце. 20 квітня 2006 року Президент України Віктор Ющенко видає указ про звільнення Омельченка з посади голови Київської міської державної адміністрації.
На парламентських виборах 2007 року отримав депутатський мандат за списком «Наша Україна — Народна Самооборона» (№ 13). Голова Комітету з питань державного будівництва та місцевого самоврядування.
2014 року бере участь у виборах міського голови Києва, а також у виборах до міської ради, очолюючи список Київської міської організації Української партії «Єдність»
Починаючи з червня 2014 року — депутат Київської міської ради.
Сприяв отриманню Обуховом статусу міста обласного значення.
Почесний громадянин Обухова з 2010 року.