Родился 23.11.1911 в селе Старая Безгинка ныне Новооскольского района Белгородской области в семье крестьянина. Украинец. Член КПСС с 1938. Окончил Белгородский индустриальный техникум и 1 курс Киевского химико-технологического института.

В Советской Армии с 1933. Окончил Харьковскую военно-авиационную школу летчиков и летнабов в 1936.

Участник советско-финляндской войны 1939 —40, Великой Отечественной войны с июня 1941.

С 1943 на летно-испытательной работе.

За мужество и героизм, проявленные при испытании новой авиационной техники, полковник Васильченко удостоен звания Героя Советского Союза 1.5.57.

Заслуженный летчик-испытатель СССР (1960).

Награжден 2 орденами Ленина, орденами Красного Знамени, Отечественной войны 1 степени, 4 орденами Красной Звезды, медалями.

Погиб 8.11.1960 при исполнении служебных обязанностей.

Его именем названы одно из образований на обратной стороне Луны и улица в городе Новый Оскол. В родном селе установлен бюст Героя.