Закінчив економічний факультет Всесоюзного державного інституту кінематографії (1957) та Вищі режисерські курси (1963) в Москві.

Працював адміністратором груп, редактором сценарного відділу Алма-Атинської кіностудії, з 1958 року – на «Укртелефільмі», з 1963 – режисер Київської студії науково-популярних фільмів.

Автор одного з перших багатосерійних телевізійних фільмів «Алмазна стежка» (1978). Плідно працював над низкою художніх фільмів: «Люди і дельфіни» (4 серії, 1983-84), «На прив’язі біля злітної смуги» (1989), «Вірний Руслан» (1991). Кінематографічні та телевізійні твори Володимира Хмельницького відзначені численними нагородами національних та міжнародних кінофестивалів.

Був художнім керівником курсу кафедри режисури телебачення на факультеті кіно і телебачення Київського національного університету театру, кіно і телебачення імені І. К. Карпенка-Карого.

Нагороджений золотою медаллю А.С. Макаренка «За заслуги в галузі освіти і педагогічної науки».

Заслужений діяч мистецтв України (2003). Член Національної спілки кінематографістів України.

Помер після тяжкої хвороби 24 вересня 2023 року.