Родился 25 декабря 1912 года в станице Незамаевская, ныне Павловского района Краснодарского края. В 1936 году окончил Нефтяной институт в городе Грозный по специальности «инженер по бурению нефтяных и газовых скважин». Трудовую карьеру начал на нефтепромысле в Чечено-Ингушской АССР. С 1936 года служил в Красной Армии, учился в кавалерийской школе.
С конца 1930-х годов работал в Сызрани мастером на буровой треста «Сызраньнефть», затем был назначен директором Сызранской конторы бурения. В 1940—1946 годах — директор конторы бурения, начальник разведки, главный инженер треста, начальник отдела добычи и бурения нефтекомбината на Сахалине. В 1949 году возглавил трест «Ставропольнефть», затем — объединение «Куйбышевнефть». Под его руководством было освоено Мухановское месторождение. В 1960—1965 годах — заместитель председателя Куйбышевского совнархоза, начальник управления нефтяной промышленности Средне-Волжского совнархоза.
С 1965 года Муравленко работал в Тюменской области. С сентября 1965 года — начальник главного Тюменского производственного управления по нефтяной и газовой промышленности Совнархоза РСФСР (Главтюменнефтегаз). Принимал активное участие в создании важной энергетической базы СССР в Западной Сибири и её инфраструктуры. Являлся сторонником внедрения новых технологий. Получил Ленинскую премию за разработку метода форсированного отбора нефти из скважин в числе группы нефтяников.
Преподавал на нефтепромысловом факультете Куйбышевского политехнического института, на кафедре бурения Тюменского индустриального института. Принимал участие в деятельности Государственной приёмной комиссии. В 1972 году награждён Государственной премией СССР «за разработку и внедрение комплекса технико-технологических и организационных решений, обеспечивших в сложноклиматических условиях ускоренное создание нового нефтедобывающего района».
Избирался членом Тюменского обкома КПСС, делегатом трёх съездов КПСС, депутатом Верховного Совета СССР.
Умер 15 июля 1977 года в Москве. В год его смерти Главтюменнефтегаз разрабатывал 28 нефтяных месторождений: Самотлорское, Мамонтовское, Фёдоровское, Варьёганское, Южно-Сургутское, Усть-Балыкское. В этот год добыча нефти в Тюменской области достигла 211 млн тонн. После смерти Виктора Ивановича объединение возглавил Феликс Григорьевич Аржанов, который до этого проработал девять лет главным инженером «Главтюменнефтегаза» — первым заместителем Муравленко.
Герой Социалистического труда (1966), награждён четырьмя орденами Ленина (1949, 1959, 1966, 1976), орденом Октябрьской Революции (1971), значком «Отличник нефтяной промышленности СССР» (1966), медалями. Лауреат Ленинской (1966) и Государственной (1972) премий, «Почётный нефтяник» (1970).
В честь Муравленко названы город в Тюменской области, один из крупнейших в нефтяной промышленности НИИ «Гипротюменнефтегаз», средняя школа в посёлке Парфёново Тюменской области, горный перевал через хребет Сунтар-Хаят, улицы в Тюмени, Самаре, Жигулёвске.
По заказу Министерства газовой промышленности на Хельсинкской судоверфи в Финляндии построен корабль для буровых работ, названный в честь Муравленко. В 2007 году у здания предприятия «Муравленковскнефть» состоялось торжественное открытие мемориальной доски, посвященной памяти Муравленко.
Установлены памятники в городе Муравленко и в станице Незамаевской.
В Тюмени установлены мемориальные доски: на доме № 65 по улице Ленина, где жил В.И. Муравленко; на здании ОАО «Тюменнефтегаз» по улице Ленина № 67, где работал В.И. Муравленко; на здании ОДК «Нефтяник»; на здании учебного корпуса юридического университета МВД Российской Федерации; на здании медсанчасти поликлиники «Нефтяник»; на здании гостиницы «Нефтяник».
В честь Муравленко по предложению начальника «Главтюменьгеологии» Фармана Салманова было названо месторождение нефти на севере Тюменской области. Город между Муравленковским и Суторминским месторождениями также назван именем Муравленко.
В 2007 году самолету Ту-154М авиакомпании «ЮТэйр» (UTair Aviation) было присвоено имя «Виктор Муравленко» (бортовой номер RA-85796) за то, что в период руководства «Главтюменнефтегазом» Муравленко внес значительный вклад в развитие гражданской авиации в регионе. Его предприятие занималось финансированием строительства взлётно-посадочных полос, аэропортов, улучшения бытовых условий авиаторов. В декабре 2007 года имя Муравленко присвоено нефтяной скважине Северо-Качкарского месторождения.
Губернатор Тюменской области Владимир Якушев на торжественном приёме ветеранов нефтегазового комплекса региона, посвящённого 95-летию со дня рождения Муравленко, отметил: «Являясь руководителем крупнейшего главка, он практически с нуля осваивал огромную территорию, не забывая о строительстве жилья и дорог, об условиях труда и отдыхе людей. Я понимаю ощущения человека, который работает с подобными проблемами, поскольку мне, как губернатору области, тоже приходится их решать». Решением Тюменской областной Думы, губернатора Тюменской области и Тюменского областного общественного Фонда имени Виктора Муравленко в течение нескольких лет присуждается премия имени Муравленко.
В Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина (Москва) учрежден гранд В.И. Муравленко, который вручается студентам – отличникам учебы.