Родился 7 августа 1922 года в деревне Ново-Александровка (Велико-Вещанский район Кировоградской области Украины). Окончил сельскую школу. 4 апреля 1941 года добровольно вступил в ряды Красной Армии, призван Мытищинским РВК (Московская область). Окончил военную авиационную школу лётчиков. Служил пилотом в 6-м ЗИАП (ВВС Приволжского военного округа).

С 25 сентября 1942 года сержант В. И. Мельник в действующей армии. Воевал в составе 563-го ИАП (3 сентября 1943 года преобразован в 116-й Гвардейский ИАП), где прошёл путь от рядового пилота до командира звена. Сражался на Сталинградском, Донском, Центральном, Белорусском и 1-м Белорусском фронтах. Имел ранения в ногу, руку и лицо. Летал на Як-1 и Як-3.

К 9 мая 1945 года командир звена 116-го Гвардейского истребительного авиационного полка (283-я истребительная авиационная дивизия, 13-й истребительный авиационный корпус, 16-я Воздушная армия, 1-й Белорусский фронт) Гвардии старший лейтенант В. И. Мельник совершил около 240 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 8 и в составе пары 1 самолёт противника.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. С 15 февраля 1949 года Гвардии капитан В. И. Мельник - в запасе. Жил в городе Краснодаре. Умер 22 января 1994 года.

Награждён орденами: Красного Знамени (25.06.1943, 13.07.1943), Отечественной войны 1-й степени (22.06.1944, 11.03.1985); медалями.