Семья
Родился в семье генерала, происходившего из дворян Бессарабской губернии. Брат — Иван Владимирович (1881—1962), полковник русской армии, кавалер ордена св. Георгия IV степени, генерал в армии Украинской народной республики, во время Второй мировой войны — командир 109-го украинского батальона охранной полиции в составе германской армии.
Российский офицер
Окончил Сибирский кадетский корпус (1898), Павловское военное училище (1900; по первому разряду), Офицерскую стрелковую школу (1914).
После окончания военного училища поступил в лейб-гвардии Волынский полк, стоявший в Варшаве. С 1900 — гвардии подпоручик, с 1904 — гвардии поручик. В 1904—1905 участвовал в Русско-японской войне в составе 58-го Прагского пехотного полка, командовал разведывательным («охотничьим») отрядом. Участник сражений под Сандепу, и Мукденом (где был контужен), боёв на Синингайских позициях. За участие в войне награждён орденами св. Анны IV степени (1905); св. Станислава III степени с мечами и бантом (1905); св. Анны III степени с мечами и бантом (1905).
После окончания войны продолжил службу в Волынском полку, с 1906 — начальник учебной команды, с 1908 — гвардии штабс-капитан, с 1912 — гвардии капитан. В 1908 награждён орденом св. Владимира IV степени, в 1912 — св. Станислава II степени, в 1913 — св. Анны II степени. В 1912 изменил фамилию с Павленко на Омельянович-Павленко, в память о казачьем происхождении своего рода.
C 1913 — командир 6-й роты лейб-гвардии Волынского полка, во главе которой участвовал в Первой мировой войне. Отличился в 1914 во время боевых действий в Польше — за бой на переправе в Гуте-Кальварии был награждён орден св. Владимира III степени с мечами и бантом. В ноябре 1914 во время боя в районе Лодзь-Торуни, поднял солдат в штыковую атаку, был тяжело ранен в плечо, после чего у него не действовала правая рука. В 1916 за это отличие был награждён орденом св. Георгия IV степени. После лечения в госпитале был назначен комендантом штаба 2-го Гвардейского корпуса (1915-1916), с 1915 — полковник. Весной 1916 тяжело заболел тифом, после выздоровления был признан непригодным к фронтовой службе. Недолго руководил деятельностью учебных команд запасных гвардейских батальонов Петроградского гарнизона, а осенью 1916 стал начальником второй Одесской школы прапорщиков.
Деятельность по украинизации российской армии
После Февральской революции выпустил в поддержку украинского национального движения, в марте 1917 участвовал в манифестации в Одессе, проходившей под желто-голубым флагом. Стал одним из членов-учредителей Одесской украинской военной общины. В июле-августе 1917 командовал лейб-гвардии Гренадёрским полком, отказывавшимся участвовать в боевых действиях, добился возвращения полка на позиции. Затем был начальником гарнизона в Екатеринославе (назначен по инициативе Центральной рады), где активно занимался украинизацией подведомственных ему войск. Активная деятельность Омельяновича-Павленко способствовала его назначению инспектором украинского военного секретариата (военным комиссаром Центральной рады) на Румынском фронте, где он продолжил заниматься украинизацией, только в большем масштабе.
Украинский генерал
Весной 1918 входил в состав комиссии по образованию украинской армии. С лета 1918 — командир 11-й кадровой пешей дивизии (штаб в Полтаве) в армии гетмана Павла Скоропадского. С 7 октября 1918 — генерал-хорунжий. В конце 1918 присоединился к антигетманскому восстанию, состоял при штабе войск Украинской народной республики (УНР). С 10 декабря 1918 — командующий Украинской Галицкой армией (вооружёнными силами Западно-Украинской народной республики), реорганизовал войска и тыловые коммуникации, но военных успехов не добился. Был заменён на этом посту генералом Александром Грековым. С 9 июня 1919 вновь служил в штабе Действующей армии УНР, как бывшему офицеру гвардии и георгиевскому кавалеру ему было поручено вести мирные переговоры с Вооружёнными силами Юга России, закончившиеся неудачей (белые не хотели признавать независимости УНР, выступая за единую и неделимую Россию). С 8 сентября 1919 был командиром Запорожской группы Действующей армии УНР.
