Родился 1 февраля 1946 года в селе Жерновка Ново-Шульбинского района Семипалатинской области.
Окончил с отличием Томский институт радиоэлектроники и электронной техники в 1969 году. Радиоинженер. В 1978 году окончил аспирантуру при Московском НИИ радиосвязи. Кандидат технических наук. Академик Международной академии информатизации. Академический советник Российской инженерной академии.
В 1969 году начал трудовую деятельность в Омском научно-исследовательском институте средств связи (в настоящее время ФГУП «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП). 1969-1989 годы: инженер, ведущий инженер, старший научный сотрудник, начальник сектора, главный инженер – заместитель директора по научной работе; 1989-2005 годы – директор ОНИИП; 2008-2009 годы – ОмГТУ: профессор кафедры «Средства связи и информационная безопасность», директор делового центра «Фабрика бизнеса», с 2010 года – декан радиотехнического факультета ОмГТУ, заведующий кафедрой, профессор.
Первой ОКР (опытно-конструкторской работой. — Примеч. ред.) в статусе главного конструктора была система разнесённого приёма (шифр «Приём») для оснащения пассажирских, грузовых и рыбопромысловых судов морского флота. Натурные испытания системы в дальнем плавании показали её высокую эффективность: вероятность ошибочного приёма была уменьшена в 5-10 раз по сравнению с традиционными системами коротковолновой связи. При разработке системы был создан ряд изобретений, в том числе запатентованных за рубежом. Система «Приём» была принята к оснащению на крупных судах и радиоцентрах.
После этого успеха Минсудпром СССР заказал ОНИИП разработку всеволнового судового радиоприёмного устройства (РПУ) четвёртого поколения «Бригантина». Это был тот редкий случай, когда поколение техники начиналось изделием не военного, а гражданского назначения. Главным конструктором РПУ нового поколения был назначен В. И. Левченко, с предоставлением возможности формирования специальной лаборатории (сектора). В период 1982-1988 годов была создана не только «Бригантина», но и широкодиапазонное радиоприёмное устройство для вооружённых сил – «Артек-Гелиос», явившееся базовым для широкого функционального ряда РПУ специального назначения. Изделия находились на уровне лучших мировых достижений и многократно превзошли по основным эксплуатационным характеристикам все отечественные аналоги. При их разработке было создано более десяти изобретений. На конструктивно-технологических принципах этих изделий впоследствии основывалась разработка широкого круга аппаратуры военного и гражданского назначения, в результате чего были обеспечены высокая степень унификации изделий, а также конкурентоспособность ОНИИП. Это способствовало привлечению новых заказчиков, устойчивости предприятия в сложный период 1990-х годов и в дальнейшем.
В ходе разработки РПУ «Бригантина» и «Артек-Гелиос» впервые совместно с предприятием электронной промышленности г. Новосибирска была освоена технология проектирования специальных интегральных микросхем. Развитие этой инженерной школы привело к созданию в 2008 году на базе ОНИИП дизайн-центра по системному проектированию сверхбольших интегральных схем типа «Система на кристалле».
В качестве научного руководителя института и его директора с 1987 по 2005 годы выполнил цикл НИОКР (научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. — Примеч. ред.) по созданию автоматизированных мобильных и стационарных комплексов радиосвязи в интересах МО РФ и СВР (Министерства обороны и Службы внешней разведки РФ. — Примеч. ред.). Изделиями, разработанными ОНИИП, была обеспечена основная загрузка ОмПО «Иртыш» и ОПЗ им. Козицкого, позволившая сохранить производства на этих заводах в 1990-е годы и их развитие. Темпы роста объёмов, выработка на одного работающего и уровень заработной платы работников ОНИИП в период 2000-2005 годы были одними из наиболее высоких в отрасли. Предприятие заняло лидирующее положение в стране в области техники дальней радиосвязи.
Автор идеи и концепции создания вертикально-интегрированной структуры – регионального холдинга «Орион» на базе предприятий Омска и других регионов страны при головной роли ОНИИП. В результате этой инициативы создание холдинга «Орион» вошло в федеральную целевую программу развития ОПК (оборонно-промышленного комплекса. — Примеч. ред.).
В настоящее время В. И. Левченко работает в ОмГТУ, где отдаёт свои знания и опыт молодому поколению инженеров, бакалавров, магистров, являясь деканом радиотехнического факультета, заведующим кафедрой «Конструирование и производство радиоаппаратуры», профессором кафедры «Средства связи и информационная безопасность». Ведёт активную общественную работу в области поиска новых эффективных форм сотрудничества вуза и предприятий в области образовательной, научно-инновационной и производственной деятельности.
Был одним из организаторов проведения в Омске в 2004 году конференции по качеству радиоэлектронных предприятий России. Опубликовал цикл статей в официальных изданиях и СМИ о проблемах и идеях инновационного развития. В марте 2008 года в качестве руководителя редакционной группы принял активное участие в организации и проведении II съезда инженеров Сибири. Проводя мастер-классы с молодёжью по инновационному творчеству и являясь экспертом конкурсов «УМНИК», «Старт», «Зворыкинская премия», способствует выявлению и поддержке перспективных проектов и их талантливых авторов.
Автор 70 научных трудов, в том числе 40 изобретений, большинство из которых освоены в производстве.
Заслуженный связист РФ, заслуженный изобретатель РФ, лауреат премии Миноборонпрома РФ, почётный радист. Награждён орденом «Знак Почёта», медалью «300 лет Российскому флоту». Победитель российского конкурса «Менеджер года – 2002» в номинации «НИОКР». В 2003 году удостоен диплома и знака «Лидер Российской экономики», диплома и знака «Офицер инноваций» (Международная выставка изобретений «Брюссель – Эврика» (2003 г.), лауреат премии им. А.Н. Косыгина (Российский Союз товаропроизводителей, 2005 г.).
Левченко Валерий Иванович // Омские инженеры. Дела и судьбы / [Редкол.: Ю. В. Кривошеин и др.]. — Омск : Русь, 2012. — 163, [1] с. : ил., портр. —
С. 84-85.