Валерий Гемилиан родился 27 августа (08 сентября) 1851 года. В 1867 году окончил курс учения в частной гимназии Видемана в Санкт-Петербурге и, выдержав экзамен на аттестат зрелости в 7-й казенной гимназии, поступил в Санкт-Петербургский практический технологический институт Императора Николая I, курс которого он окончил 1872 году по химическому отделению со званием технолога 1-го разряда. Пробыв в течение одного года в качестве лаборанта при кафедре химии технологического института, В. А. Гемилиан был командирован за границу.
Получив степень доктора философии Гёттингенского университета за представленную им диссертацию «О сульфопроизводных масляной кислоты», он занимался экспериментальными исследованиями в университетских лабораториях в Вюрцбурге и Страсбурге под руководством профессоров Вислиценуса и Байера.
После возвращения в Санкт-Петербург в 1875 году он был приглашен в Императорский Санкт-Петербургский университет на должность лаборанта у профессоров Бейльштейна и Менделеева. В лаборатории Менделеева занимался исследованиям по теме: «Сжимаемость газов при низком давлении». В следующем году вместо с Менделеевым командирован в Питсбург (США) для сбора сведений о положении нефтяного промысла в Америке.
По возвращении, с 1 января 1877 года он стал исполнять должность доцента по кафедре технической химии в Варшавском университете; преподавал общий курс неорганической химии и специальные курсы органической химии, руководил практическими занятиями студентов в химической лаборатории.
В 1886 году Гемилиан выдержал магистерский экзамен при Санкт-Петербургском университете и защитил диссертацию на степень магистра под заглавием: «О некоторых производных, гомологах и аналогах трефенила».
1 августа 1887 года назначен адъюнкт-профессором по кафедре химической технологии минеральных и красильных веществ в Харьковский Практический технологический институт Императора Александра III; 12 июля 1889 года был утверждён в звании профессора. В 1904 году вышел в отставку.