Родился 2 апреля 1923 года в деревне Турово (Очерский район Пермской области). В 1936 году семья перебралась в посёлок Талица, ныне город Свердловской области. В 1940 году окончил 9 классов, по комсомольскому набору был направлен в Свердловский аэроклуб. С 24 апреля 1941 года в рядах Красной Армии, призван Оханским РВК. В марте 1942 году окончил Батайскую военную авиационную школу пилотов и направлен в 25-й ЗИАП (ВВС Закавказского военного округа).

С 29 января 1943 года сержант В. В. Кирилюк в действующей армии. Боевую деятельность начал в составе 164-го ИАП (295-я ИАД), летал на Ла-5. В декабре 1943 года был направлен в 31-й ИАП (295-я ИАД), где летал на Ла-5 и Ла-7. Воевал на Северном Кавказе, над Днепром, освобождал Украину, Румынию, Болгарию, Венгрию, Австрию. Сражался на Закавказском, Северо-Кавказском, Юго-Западном и 3-м Украинском фронтах.

К концу 1944 года командир звена 31-го истребительного авиационного полка (295-я истребительная авиационная дивизия, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) лейтенант В. В. Кирилюк совершил 448 боевых вылетов, в 95 воздушных боях сбил лично 21 и в составе группы 1 самолёт противника (в наградном листе говорится о 22 личных победах). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 23 февраля 1945 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 4893).

К 9 маю 1945 года заместитель командира эскадрильи 31-го ИАП (295-я ИАД, 10-й ШАК РСВГК, 3-й Украинский фронт) старший лейтенант В. В. Кирилюк совершил 510 боевых вылетов, провёл 129 воздушных боёв, сбил лично 29 и в группе 1 самолёт противника (в последнем наградном листе говорится о 32 победах).

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. В 1949 году окончил Курсы усовершенствования офицерского состава (в Липецке), назначен на должность штурмана авиационного полка. Служил в истребительной и разведывательной авиации (Калининградская область и Латвия). С 8 декабря 1958 года подполковник В. В. Кирилюк - в запасе. С 1973 года жил в посёлке Талица (Свердловская область). Умер 27 сентября 1988 года.

Награждён орденами: Ленина (23.02.1945, 29.04.1957), Красного Знамени (08.09.1943, 21.09.1943, 12.01.1945, 31.01.1945, 22.02.1955), Александра Невского (09.06.1945), Отечественной войны 1-й степени (16.02.1944, 11.03.1985), Красной Звезды (29.04.1954); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (19.11.1951); югославским орденом "Партизанская Звезда" 1-й степени.