ВАСИЛИЙ МАРТЫНЕНКО родился 2 января 1958 года на хуторе Березово в Новооскольском районе Белгородской области.
Работал трактористом в колхозе имени Ленина Новооскольского района.
На действительную военную службу был призван 20 ноября 1979 года Новооскольским РВК Белгородской области.
В республике Афганистан служил с 22 ноября 1980 года. Водитель.
8 декабря 1981 года на колонну, в составе которой находилась машина, управляемая рядовым Мартыненко, напала хорошо организованная и вооруженная группа противника. Заметив, что "душманы" окружают тяжело раненого капитана Лютенко А.С., Василий Мартыненко, несмотря на сильный огонь и полученные ранения, гранатами и автоматной поддержкой заставил отступить врага. Во время очередной атаки противника Василий Мартыненко погиб, до конца выполнив свой воинский долг.
6 мая 1982 года награжден орденом "Красной Звезды" (посмертно). Похоронен на кладбище в селе Николаевка Новооскольского района.