Родился в 1952 году в городе Фергана Узбекской ССР.
С 5 лет научился читать, в школе увлёкся химией, чему способствовало то, что его мать, работавшая в химцехе ТЭЦ лаборантом, иногда приносила ему для опытов стеклянную химическую посуду. Так как его родители познакомились во Владивостоке, то он с детства много слышал про этот город, и после школы поступил в Дальневосточный государственный университет на химический факультет. За пропуски занятий декан факультета В. Ю. Глущенко ненадолго в воспитательных целях отчислил его с 3-го курса, однако тут же взял работать в свою лабораторию.
В 1974 году В. А. Авраменко закончил ДВГУ и стал работать в Институте химии ДВНЦ АН СССР, в 1977 году защитил кандидатскую диссертацию. Сначала работал в лаборатории абсорбции, а после того, как В. Ю. Глущенко был избран директором Института химии — перешёл в лабораторию сорбционных процессов, с 1988 года стал её заведующим.
С 1993 года лаборатория занялась поисками решений проблем переработки радиоактивных отходов.
В 2003 году В. А. Авраменко защитил докторскую диссертацию.
С 2007 года являлся экспертом МАГАТЭ в области технологий обращения с радиоактивными отходами.
В 2008 году избран членом-корреспондентом РАН по Отделению химии и наук о материалах (нанотехнологии, функциональные материалы) на вакансию Дальневосточного отделения.