В.О. Геміліан народився 27 серпня 1851 року у сім’ї колежського радника. У 1872 році він закінчив повний курс хімічного відділення Петербурзького практичного технологічного інституту й одержав звання першого розряду. Після закінчення інституту Валерій Олександрович був на протязі року лаборантом цього ж інституту.
У 1872 році в журналі “Русское химическое общество” була надрукована разом із Н. Мельниковим перша його наукова робота “Дослідження нового способу винокуріння із сірчистою кислотою”.
У 1873 році В.О. Геміліан направляється на рік із науковою метою у відрядження у Вюрцбургський і Страссбургський університети, де його керівниками були професори Висліценус і Гостер. У цьому ж році він захищає в Геттінгенському університеті дисертацію за темою “Про сульфопохідні масляної кислоти” і удостоюється ступеня доктора філософії.
Після повернення із-за кордону В.О. Геміліан на протязі 1,5 років працює штатним лаборантом в інституті. Тут він починає свої знамениті дослідження синтезу трифенілметану, його аналогів і гомологів.
У 1876 році В.О. Геміліан від себе і від імені Д.І. Менделєєва й І. Богусського на засіданні Російського хімічного товариства робить повідомлення про результати дослідів щодо стискаємості газів при малих тисках. Ці досліди дали висновок, що при змінюванні тиску від 2200 до 20 мм. рт. ст. для повітря, вуглекислоти і сірчистої кислоти існують як позитивні, так і негативні відхилення від закону Бойля-Маріотта, а для водню при цих тисках – тільки позитивні відхилення.
У 1876 рроці Валерій Олександрович супроводжував Д.І.Менделєєва в його відрядженні в Північну Америку, де вони вивчали постановку нафтового промислу, добування й перегонки нафти.
На протязі 1877–1886 років В.О. Геміліан працює доцентом кафедри технічної хімії у Варшавському університеті, де викладає технічну хімію, загальні курси неорганічної й спеціальний курс органічної хімії, а також продовжує наукові дослідження.
У вересні 1886 року Валерій Олександрович знову переїздить у Петербурзький університет, де 10 листопада захищає магістерську дисертацію.Далі життя й діяльність В.О. Геміліана пов’язано з Харківським практичним технологічним інститутом, де з 1 серпня 1887 року він працює ад’юнкт-професором, а з 12 липня 1889 року – професором кафедри хімічної технології. У 1888 році професор В.О. Геміліан відвідує скло- і фарфорові заводи, хімічні заводи з виробництва сульфатної кислоти, солей, соди й барвників у Німеччині й Австрії; познайомився з лабораторіями університетів у Празі, Відні, Берліні, Мюнхені.
В інституті проф. В.О. Геміліан читає для студентів курс мінеральної технології, технології води й палива, керує технічною лабораторією й складанням проектів. На високому науковому рівні і широкій практичній базі він викладає в лекціях матеріали про сировинні джерела для хімічної промисловості, технологію одержання кислот, солей, технологію керамічних виробів. За його навчальними посібниками студенти вивчали технологію мінеральних речовин майже до 1922 року.
Про роботу В.О. Геміліана директор Харківського технологічного інституту (назва вузу з 1898 року) професор В.Л. Кирпичов писав: “В.А. Гемилиан вполне оправдал возлагавшиеся на него надежды… Он выказал основательное знание предмета, которое в связи с блестящим изложением, сразу выдвинуло этот учебный предмет и побудило студентов заниматься им с особой любовью и старанием… Проекты по технологии им доведены до прекрасного состояния”.
В.О. Геміліан за термін роботи в інституті написав і видав лекції: “Вода й паливо”, “Технологія мінеральних речовин”, “Виробництво паперу”, “Кольорові пігменти”. При ньому були створені дослідні заводи з винокуріння, варіння цукру, цех із виготовлення фарб, газовий завод, завод керамічних матеріалів.
У 1904 році за станом здоров’я проф. В.О. Геміліан вийшов на пенсію. На протязі майже 20-річної роботи в інституті Валерій Олександрович підготував багато інженерних працівників і створив першокласну лабораторію з мінеральної технології для навчання студентів і проведення наукових досліджень. Остання його наукова робота “Про склад і властивості цілющих ресурсів кримських лиманів” надрукована в 1909 році, а всього опубліковано більше 40 наукових праць. Помер В.О. Геміліан 11 січня 1914 року.
Постійну допомогу й підтримку проф. В.О. Геміліан отримував від свого вчителя, видатного вченого Д.І. Менделєєва, за що рішенням Вченої ради інституту його вибрано почесним членом навчального комітету (ученої ради) Харківського технологічного інституту на початку 1904 року у зв’язку з 70-річчям із дня народження видатного хіміка.