22 грудня 2024 року Володимир Ільченко був призваний на військову службу під час мобілізації, на особливий період.

З 13 січня по 26 лютого 2025 року проходив навчання у головному центрі підготовки особового складу Державної прикордонної служби України імені генерал-майора Ігоря Момота.

З 1 березня 2025 року розпочав службу у відділі інженерно-фортифікаційного забезпечення Головного відділу безпілотних авіаційних систем 3 прикордонного загону, де обійняв посаду інспектора прикордонної служби 2 категорії – майстра.

Відразу після призначення старший солдат Володимир Ільченко приступив до виконання службово-бойових завдань у районах н.п. Костянтинівка, Дружківка та Григорівка Донецької області. Його основними завданнями були облаштування інженерно-фортифікаційних споруд – контрольних спостережних пунктів, складських приміщень, бліндажів, спеціальних укриттів, а також стартових позицій для екіпажів БпЛА. Саме від якості та ефективності цих робіт залежали життя військовослужбовців – пілотів безпілотників, а також результативність ударів по ворожих силах.

За час служби у складі головного відділу безпілотних авіаційних систем старший солдат Володимир Ільченко брав участь у облаштуванні 19 інженерно-фортифікаційних споруд різних типів у районах активних бойових дій. Він зарекомендував себе як професійний майстер, здатний знаходити нестандартні рішення з питань організації простору та маскування позицій.

21 червня 2025 року в період із 22:11 до 22:19 противник завдав авіаудару керованою авіаційною бомбою по місцю тимчасового проживання старшого солдата Володимира Ільченка у н.п. Краматорськ Донецької області, в результаті якого військовослужбовець загинув.

За особисту мужність і самовіддані дії, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, вірність військовій присязі старший солдат Ільченко Володимир Олександрович нагороджений медаллю «Захиснику Вітчизни» (посмертно).