Родился 12 февраля 1913 года в посёлке Харцызск (ныне город Донецкой области Украины). Окончил 7 классов и 2 курса Ленинградского электросварочного техникума. С сентября 1935 года в рядах Красной Армии. В 1938 году окончил Оренбургское военно-авиационное училище лётчиков. Участник похода советских войск в Западную Украину и Западную Белоруссию в 1939 году.

С июня 1941 года лейтенант В. И. Максименко на фронтах Великой Отечественной войны в составе 88-го ИАП (14 апреля 1944 года преобразован в 159-й Гвардейский ИАП). Был заместителем командира эскадрильи, командиром эскадрильи, штурманом и командиром полка. Летал на И-16, ЛаГГ-3 и Ла-5. 25 августа 1942 года под Моздоком был тяжело ранен в бою, после лечения вернулся в строй. Сражался на Южном, Северо-Кавказском, Закавказском, 4-м Украинском и 2-м Белорусском фронтах.

К октябрю 1942 года командир эскадрильи 88-го истребительного авиационного полка (216-я истребительная авиационная дивизия, 4-я Воздушная армия, Закавказский фронт) старший лейтенант В. И. Максименко совершил 250 боевых вылетов, в 15 воздушных боях сбил 6 самолётов противника лично и 7 в составе группы (в материалах наградного листа говорится о 7 личных победах). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 23 ноября 1942 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда".

Почти год воевал штурманом 88-го ИАП, с августа 1943 года - командир полка. С весны 1944 года летал на именном ЛаГГ-3, построенном на средства рабочего Харцизского трубного завода М. М. Гончаренко.

К маю 1945 года командир 159-го Гвардейского истребительного Новороссийского Краснознамённого ордена Суворова авиационного полка (229-я истребительная Таманская Краснознамённая авиационная дивизия, 4-я Воздушная армия, 2-й Белорусский фронт) Гвардии подполковник В. И. Максименко выполнил 516 боевых вылетов, провёл более 60 воздушных боёв, в которых сбил лично 7 самолётов противника и 9 в составе группы.

После войны продолжал службу в ВВС. С 1949 года командовал 47-м истребительным авиационным полком (аэродром Кневичи, под Владивостоком) В 1955 году окончил командный факультет Военно-Морской академии. С 1961 года Гвардии полковник В. И. Максименко - в запасе. Жил в городе Рига (Латвия). Работал на заводе "Ригасельмаш". Умер 5 июня 2004 года. Имя Героя носит переулок, ранее носил пионерский отряд школы № 6 в городе Харцызск, на школе установлена мемориальная доска.

Награждён орденами: Ленина (09.09.1942, 23.11.1942), Красного Знамени (05.11.1941, 25.05.1942, ...), Суворова 3-й степени (28.04.1945), Александра Невского (04.09.1944), Отечественной войны 1-й степени (25.10.1943, 11.03.1985), Красной Звезды; медалями, иностранными наградами.

Список известных воздушных побед В. И. Максименко:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
12.07.1941	1  Ю-87	Канев	И-16
13.08.1941	2  Ю-87  (в группе 2/3)	Ковали - Степанцы
	1  Ме-109	Канев
14.08.1941	1  "Хе-113"
27.12.1941	1  Ме-109	Степановка
05.01.1942	1  Хш-126	Матвеев курган
10.06.1942	1  Ме-109  (в паре)	Артемовск
19.07.1942	1  ФВ-189  (в группе 1/7)	Нижне-Ерохин
19.08.1942	2  Ме-109  (в группе 2/7)	Эльхотово
24.08.1942	1  Ме-109  (в группе 1/13)	Моздок
25.08.1942	1  Ме-109	Русский
27.05.1943	1  Хе-111  (в группе 1/3)	Благодарный	ЛаГГ-3
23.01.1944	1  Ю-87	станция Керчь-2
24.01.1944	1  Ю-87  (в паре)	Керчь
Всего сбитых самолётов - 7 + 9;  боевых вылетов - 516;  воздушных боёв - более 60.

Из фотоматериалов военных лет:

Из материалов прессы военных лет: