В 1952 году окончил механико-математический факультет Киевского университета, затем в 1952—1955 годах учился в аспирантуре КГУ (у Б.В. Гнеденко) и МГУ (у А.Н. Колмогорова).
В 1956 году защитил кандидатскую диссертацию и затем работал на механико-математическом факультете Киевского университета.
После организации в 1957 году Вычислительного центра АН УССР в 1958 году по предложению его директора В.М. Глушкова возглавил там группу специалистов, работавших в области надежности электронных схем, с 1960 года — там же руководитель новосозданного отдела АСУП, а после организации в 1962 году на базе Вычислительного центра Института кибернетики АН УССР — работал там заместителем директора по научной работе.
В 1982—1994 годах — директор Института кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины.
В 1963 году был назначен координатором работ по внедрению систем сетевого планирования и управления в основных машиностроительных и оборонных отраслях СССР и в строительстве.
В 1966 году организовал первую Всесоюзную конференцию по математическим проблемам сетевого планирования и управления.
С 1982 года — главный редактор журнала «Кибернетика».
Владимир Михалевич был научным руководителем автоматизированной системы плановых расчетов (АСПР), принимал участие в создании ОГАС (общегосударственной автоматизированной системы) и РАСУ (республиканской автоматизированной системы сбора и обработки информации для нужд планирования и управления народным хозяйством).
После распада СССР работал советником президента Украины по вопросам информатизации.
Труды по теории оптимальных статистических решений, системному анализу, теоретической и экономической кибернетике, среди которых:

Михалевич В.С., Кукса А.И. «Методы последовательной оптимизации в дискретных сетевых задачах оптимального распределения ресурсов». — М., 1983;

Михалевич В.С., Трубин В.А., Шор Н.З. «Оптимизационные задачи производственно-транспортного планирования». — М., 1986.
Награждён орденами Октябрьской Революции (1980) и Трудового Красного Знамени (1976).
Умер 16 декабря 1994 года в Киеве, похоронен на Байковом кладбище.
Википедия
Сайт Института кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины