Народився 20 вересня 1942 року в с. Іванівці Хмельницького району Вінницької області.
У 1964 році закінчив фізико-математичний факультет Київського державного педагогічного інституту ім. М.О. Горького.
З 1968 року працює в Кам’янець-Подільському державному педагогічному інституті (з 2003 року університет): асистентом, старшим викладачем, доцентом, деканом фізико-математичного факультету, проректором з наукової, навчальної, навчально-організаційної роботи. У даний час перший проректор Кам’янець-Подільського державного університету.
На високому науковому та методичному рівнях забезпечує викладання математичного та функціонального аналізу, методів оптимізації, керівництво курсовими, дипломними, магістерськими, науковими роботами.
Учасники студентської проблемної групи педагога – неодноразові переможці та призери Всеукраїнських конкурсів і олімпіад з математики.
Дослідження В.О. Гнатюка є своєрідним містком між класичними задачами функціонального аналізу, теорії апроксимації і новими розділами прикладної математики, пов’язаними з оптимізацією складних систем, лінійним та нелінійним програмуванням, оптимальним керуванням.
Кандидат фізико-математичних наук (1970), доцент.
Заслужений працівник народної освіти України (1993). Нагороджений знаком «Петро Могила» (2007).
Автор майже 80 наукових і науково-методичних публікацій, зокрема:
• «Алгоритм для одновременного решения прямой и двойственной задач выпуклого программирования в банаховом пространстве» (1975);
• «Общие свойства наилучшего приближения по выпуклой непрерывной функции», у співавторстві (1982);
• «Про єдиність екстремального елемента та чебишовський альтернанс для задачі найкращої рівномірної апроксимації неперервного компактнозначного відображення», у співавторстві (2005).