Родился 2 марта 1966 года в деревне Великие Овчиненки Шкловского района Могилевской области. Белорус. В 1982 году окончил Чернянскую среднюю школу Могилевского района. Работал трактористом в колхозе имени К. Маркса Шкловского района Могилевской области.

17 апреля 1984 года Шкловским райвоенкоматом Могилевской области призван в ряды Вооруженных Сил. Служил в войсковой части 58179.

В сентябре 1984 года направлен в Афганистан. Служил в войсковой части полевая почта 51931 водителем БТР.

В боевых операциях проявлял смелость и решительность. Рядовой В.М. Ильюшенко погиб 27 (28) декабря 1984 года при выполнении воинского долга (следовал на БМП в составе отряда обеспечения движения. Отражая нападение противника на колонну, погиб. Ему было всего 18 лет…).

Похоронен в деревне Великие Овчиненки Шкловского района Могилевской области.

За мужество и героизм посмертно награжден орденом Красной Звезды и медалью "Воину-интернационалисту от благодарного афганского народа".

В музее Черноручского УПК д/с-СШ Владимиру Ильюшенко посвящен стенд под названием "Солдат войны не выбирает", также здесь постоянно проводится турнир по волейболу, посвященный памяти воина-интернационалиста.

Жураўлёў, В. Жыве ў нашай памяці : [пра Уладзіміра Ільюшэнку] / В. Жураўлёў // Ударны фронт (Шклоў). — 1990. — 20 студзеня. — С. 2 : фота.

Ильюшенко Владимир Михайлович // Республиканская книга Памяти воинов-интернационалистов / главный редактор Г. П. Пашков. — Минск, 1999. — С. 244 : фото.

Ільюшэнка Уладзімір Міхайлавіч // Памяць. Афганістан / галоўны рэдактар А. Л. Петрашкевіч. — Мінск, 1991. — С. 166.

Пока мы помним — они живы : [о Владимире Михайловиче Ильюшенко, воине-интернационалисте, уроженце д. Большие Овчиненки Шкловского района] // "Мы воевали за мирное будущее..." : посвящается 20-летию межрегиональной встречи воинов-интернационалистов / [авторский коллектив: Е. В. Ревяко и др ; редколлегия: П. В. Савельев и др.]. — Шклов, 2018. — С. 68.

Рандицкая, М. Особое внимание — матерям и сестрам : [о встрече с родственниками Владимира Ильюшенко, Геннадия Бабейкина, которые выполняли свой интернациональный долг в Афганистане] / М. Рандицкая // Ударны фронт (Шклоў). — 2020. — 19 лютага. — С. 5 : фото.