Народився 7 липня 1939 р. в Києві, середню освіту отримав у 1957 р., закінчивши 90-ту середню школу. Трудову діяльність почав у 1957 р. на заводі “Київприлад”, де працював 3 роки фрезерувальником. У 1960 р. прийнятий до Інституту хімії полімерів і мономерів АН УССР до відділу фізико-хімії полімерів на посаду фізико-механіка. У 1963 р. перейшов до Інституту фізики АН УССР на посаду помічника оператора, а з 1966 р. — інженера атомного реактора. В 1968 р. повернувся до Інституту хімії високомолекулярних сполук АН УССР де працює й досі, спочатку старшим інженером, з 1969 р. — молодшим науковим, з 1979 р. – старшим науковим, аз 1992 р. – провідним науковим співробітником. Наукове звання старший науковий співробітник  присвоєно йому у 1983 р.

Початок наукової діяльності співпав з дослідженнями кристалічної структури гомополіуретанів методами рентгеноструктурного аналізу, рентгенографії та диференційного термічного аналізу,  що визначило розуміння важливості пошуку стійких кореляцій між хімічним складом, структурою та теплофізичними, релаксаційними й термомеханічними властивостями високомолекулярних сполук. Розвиток поліуретанів, зокрема  гомополімерів, сегментованих та іоногенних поліуретанів, а також композитів, що містять високомолекулярні або олігомерні сполуки, дисперні наповнювачі органічної чи неорганічної природи, поставив перед дослідниками проблему вивчення природи термодинамічної несумісності компонентів перелічених сполук. Кандидатська дисертація (1976 р.) була присвячена дослідженню феномена термодинамічної несумісності в сегментованих  поліуретанах та поліуретануреїленах, її впливу на кристалічну та надмолекулярну структуру цих полімерів; уперше було використано механічну одноосну деформацію полімерів з метою уникнення мікрофазового розшарування в уретановмісних сегментованих полімерах. Подальше вивчення природи цього явища,  визначення його ролі в процесах керованої зміни комплексу “хімічний склад структура властивості” високомолекулярних йоногенних сполук та їх композитів було виконано в докторській дисертації — (1991р.), одним із головних результатів якої був запропонований метод оцінки очікуваного мікрофазового розшарування для довільного сегментованого полімеру. Було показано, що мікрофазове разшарування є складовою комплексу “хімічний склад мікрофазове розшарування структура властивості”. Оскільки в поліконденсаційних процесах з рухливим атомом водню виникають віртуальні диполі, то доцільно було вмістити реакційне середовище синтезу (зокрема поліуретанів) у постійне магнітне поле (ПМП). Циклом робіт із синтезу полімерів за механізмом поліконденсації та радикальної полімеризації в ПМП було вперше показано, що молекулярна маса та надмолекулярна структура, теплофізичні і фізико-механічні властивості поліуретанів змінюються залежно від напруженості ПМП. Дією ПМП на радикальну полімеризацію поліакрилатів, поліметилметакрилатів і поліаніліну можна регулювати тактичність макроланцюгів цих полімерів, водночас впливу поля на їх молекулярну масу не виявлено. Згодом було встановлено, що наповнені оксидами металів (зв’язаними диполями) полярні полімери, піддані впливу фізичних полів, набувають нових властивостей, таких як термочутливість, здатність до ослаблення рентгенівського випромінення, електропровідність тощо.

Останнім часом об’єктом досліджень стали природні полісахариди та рослинні олії як реакційноздатні сполуки для їх модифікації синтетичними сполуками та олігомерами. Досліджуються також композити полісахаридів і поліуретанів, властивості яких змінюються дією фізичних полів, що виключає необхідність пошуку нових синтетичних реагентів для синтезу блоккополімерів з певними фукціональними властивостями.

З вересня 2016 — по грудень 2016 року — головний технолог з виробництва та модифікації поліуретанів як елементів декору та конструкції будинків (Еліт Декор, Київ). З січня 2015 — по червень 2018 рр. — директор екзаменаційних програм Бакалаврів та Магістрів зі спеціальності «Технологія переробки полімерів» в Київському національному університеті технологій та дизайну, з лютого 2019 р. - професор кафедри хімії Житомирського державного університету імені Івана Франка. 

Нагороди: член академії наук Нью-Йорку, США 1995 р.; включений до переліку Marques «WHY’S WHO IN THE WORLD» в 2001 р.; внесений в Сучасну Енциклопедію України (539-540 с.) в 2005 р.; почесна грамота Президії НАН України 2008 р.; медаль Президії Національної академії наук України «За професійні здобутки» 2009 р.; член Американського Хімічного Товариства: Відділення Полімери 2012 р. Власник сертифікату з авторського права на проект монументу «Незалежна Україна». 

Творчий доробок В.О.Віленського налічує понад 200 наукових праць, 18 патентів та авторських свідоцтв, 2 наукових посібників, понад 100 тез доповідей на конференціях і симпозіумах.