Родился на станции Дно (ныне город) Псковской области (Россия). Учился в школе в поселке Самохваловичи Минского района, в Коммунистическом институте журналистики имени С. М. Кирова в Минске. В Великую Отечественную войну с августа 1941 г. в составе Комаровской подпольной группы. Размножал и распространял сводки Совинформбюро, писал листовки, поддерживал связь с партизанскими отрядами Минской области, Дзержинским подпольем. С 1942 г. член Минского подпольного горкома КП(б)Б, заведующий отделом агитации и пропаганды, редактор подпольных изданий «Звязда». Участвовал в создании подпольной типографии (улица Шорная, 9), освобождении военнопленных лагерей смерти.

Погиб в мае 1942 г. при выполнении боевого задания.

Именем В. С. Омельянюка в 1964 г. названа улица в Заводском районе. На доме № 45 установлена мемориальная доска (1987).

На улице расположены: Минская ТЭЦ-3, ЗАО «Энерготеплоизоляция», РУП «Белэнергоавтоматика».

В Великую Отечественную войну с августа 1941 г. в составе Комаровской подпольной группы. Размножал и распространял сводки Совинформбюро, писал листовки, поддерживал связь с партизанскими отрядами Минской области, Дзержинским подпольем. С 1942 г. член Минского подпольного горкома КП (б)Б, заведующий отделом агитации и пропаганды, редактор подпольных изданий «Звязда». Участвовал в создании подпольной типографии (улица Шорная, 9), освобождении военнопленных лагерей смерти.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 8 мая 1965 года в канун 20-летия Победы советского народа над фашистской Германией за образцовое выполнение заданий командования в борьбе против немецко-фашистских захватчиков в тылу противника и проявленные при этом отвагу и геройство Владимир Омельянюк посмертно был удостоен звания Героя Советского Союза.

Омельянюк Владимир Степанович // Герои Советского Союза : краткий биографический словарь : [в 2 т.] / Министерство обороны СССР, Главное управление кадров, Институт военной истории, Центральный архив ; [А. А. Бабаков (руководитель) и др.] ; редколлегия : И. Н. Шкадов (председатель) [и др.]. — Москва : Воениздат, 1988. — Т. 2. — С. 198.

Омельянюк Владимир Степанович // Их именами названы... Улицы Минска : энциклопедический справочник / [редколлегия : В. В. Андриевич (главный редактор) и др.]. — Минск : Беларуская Энцыклапедыя, 2014. — С. 293.

Омельянюк Владимир Степанович // Минск : энциклопедический справочник / Белорусская Советская Энциклопедия ; [редколлегия : И. П. Шамякин (главный редактор) и др.]. — Изд. 2-е, дополненное и переработанное. — Минск : Белорусская Советская Энциклопедия, 1983. — С. 295.

Омельянюк Владимир Степанович // Республика Беларусь : энциклопедия : [в 6 т.] / редколлегия : Г. П. Пашков (главный редактор [и др.]. — Минск : Беларуская энцыклапедыя, 2007. — Т. 5. — С. 568—569.

Герой Советского Союза Владимир Омельянюк // Лица Великой Победы / [руководитель проекта В. Г. Семченко ; составитель А. Е. Матвиенко ; авторы текста А. Е. Матвиенко, В. М. Тулинов ; фото: А. В. Клещук, Е. В. Песецкий]. — Минск : Звязда, 2023. — С. 148—149.