Володимир Юрійович Мартинюк закінчив Тернопільський державний медичний інститут. Працював головним дитячим неврологом Управління охорони здоров'я Рівненської облдержадміністрації у Київському інституті удосконалення лікарів (нині Національна академія післядипломної освіти імені П. Л. Шупика). Пройшов шлях від клінічного ординатора, старшого лаборанта до завідувача нової кафедри «Дитяча неврологія та медико-соціальна реабілітація».
У 1983 р. захистив кандидатську дисертацію на тему «Стан мозкової гемодинаміки у дітей із різною тяжкістю епілепсії». З 1992 року – головний позаштатний спеціаліст МОЗ за спеціальністю «Дитяча неврологія».
Автор та співавтор понад 500 наукових публікацій.