С 1988 года - преподаватель, доцент Киевской высшей школы милиции.
1992-1994 гг. - начальник отдела по борьбе с коррупцией и организованной преступностью Главного управления военной контрразведки СБУ.
1992-1998 гг. - один из основателей, глава, затем - заместитель главы Союза офицеров Украины (СОУ).
1994-1996 гг. - член Координационного комитета по борьбе с оргпреступностью.
1997-2000 гг. - член Координационного совета по вопросам судебно-правовой реформы при президенте Украины.
1999-2000 гг. - заместитель главы УНП Собор, член президиума центрального совета.
2002-2005 гг. - глава СОУ.
С 1994 г. - народный депутат Украины. В парламенте II и III созывов был беспартийным и внефракционным. В Верховную Раду IV, V и VI созывов избирался по списку Блока Юлии Тимошенко. Входил в парламентскую комиссию по расследованию убийства журналиста Георгия Гонгадзе. В сентябре 2005 года, выступая с докладом о результатах ее работы с парламентской трибуны, Омельченко обвинил президента Украины Леонида Кучму в организации этого преступления, а спикера Владимира Литвина - в подстрекательстве к нему.
В октябре 2009-го политик заявил о выходе из рядов партии Юлии Тимошенко Батькивщина. Свое решение он объяснил тем, что "в партии состоят люди, осужденные ранее за групповые изнасилования, воры, мошенники". Это заявление появилось в разгар скандала вокруг растления несовершеннолетних в Крыму. Тогда же Омельченко сообщил прессе, что в деле фигурируют фамилии трех народных депутатов. При этом в СМИ упоминались фамилии бютовцев Виктора Уколова, Сергея Терехина и Руслана Богдана. Единогласным решением Омельченко был исключен из фракции БЮТ.
С января 2010 г. - председатель Партии правозащиты.
В сентябре 2010 года Омельченко был включен в ряды Нашей Украины в ходе ІХ cъезда партии. Осенью 2012 г. баллотировался от этой политсилы в народные депутаты (№10 в списке), однако партия не преодолела 5-процентный барьер.
Омельченко - мастер спорта по рукопашному бою, генерал-лейтенант.
Награждён медалью «За безупречную службу в органах внутренних дел».
В 2002 году награждён знаком Канадского Королевского Легиона — крестом «Виктория» (за заслуги в возрождении Украинской государственности).
23.01.2017