Родился в семье колхозников. Закончил Одесское ремесленное училище № 9. Учился в Одесском политехническом и Днепропетровском инженерно-строительном институтах.
1966—1968 — служба в Советской Армии.
С 1984 года — управляющий трестом «Днепробудмеханизация».
С 1986 года — председатель исполкома Бабушкинского районного совета г. Днепропетровска.
С 1987 года — заместитель председателя исполкома Днепропетровского городского совета.
В марте 1990 года избран народным депутатом Украины.
В апреле—сентябре 1993 года — министр Кабинета министров Украины.
С октября 1993 года по июль 1994 года — заместитель председателя кредитно-финансового банка.
С июля 1994 года по июль 1997 года — министр Кабинета министров Украины.
С июля 1996 года по август 2000 года — президент Федерации футбола Украины.
С 16 июля 1997 года возглавил Кабинет министров. После инаугурации Президента Украины Л.Кучмы в ноябре 1999 года правительство В. Пустовойтенко сложило полномочия согласно Конституции Украины.
После отставки занялся партийной работой. С декабря 2000 года глава Народно-демократической партии Украины.
2000—2001 — советник Президента Украины — секретарь Политического совета при Президенте Украины.
с 9 июня 2001 года — министр транспорта Украины в правительстве А. Кинаха.
В 2002 году избран народным депутатом Украины.