Родился 12 февраля 1913 года в посёлке Харцызск, ныне город Донецкой области, в семье рабочего. Окончил 7 классов и 2 курса Ленинградского электросварочного техникума. С 1935 года в рядах Красной Армии. В 1938 году окончил Оренбургское военное авиационное училище лётчиков.

Участник похода Советских войск в Западную Украину и Западную Белоруссию в 1939 году.

С июля 1941 года лейтенант В. И. Максименко в действующей армии. Сражался на 2-м Белорусском, Южном, Северо - Кавказском, Закавказском, 4-м Украинском 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 7 самолётов противника.

23 ноября 1942 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда"  ( № 741 ).

К маю 1945 года Гвардии подполковник В. И. Максименко выполнил 516 боевых вылетов, в воздушных боях сбил 17 самолётов противника лично и в группе с товарищами.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. В 1955 году окончил авиационный факультет Военно - Морской академии. С 1965 года Гвардии полковник В. И. Максименко в запасе. Жил в городе Рига. Работал на заводе "Ригасельмаш".

Награждён орденами: Ленина  ( дважды ), Красного Знамени   ( трижды ), Суворова 3-й степени, Александра Невского, Отечественной войны 1-й степени  ( дважды ), Красной Звезды; Польский крест, 7 медалями. На здании школы № 6 в Харцизске, где он учился, установлена мраморная доска. Имя Героя носит переулок в городе Харцызск.