Śmierć i upamiętnienie 7 lipca 1919 roku Naumenko został aresztowany przez Czeka jako były minister w rządzie Hetmanatu. Śledczy wypytywali go o miejsce pobytu innych byłych ministrów z czasów Hetmanatu, ale Naumenko nie wskazał nikogo. 8 lipca 1919 r. kolegium kijowskiej Czeka pod przewodnictwem Mārtiņša Lācisa skazało Naumenkę na śmierć, wyrok został wykonany jeszcze tego samego wieczora. Wołodymyra Naumenkę i dziewięciu innych rozstrzelanych pochowano anonimowo na Cmentarzu Łukianowskim. Następnego dnia w bolszewickiej prasie ukazała się informacja o egzekucji Naumenki, którego nazwano kontrrewolucjonistą i fałszywie zarzucono mu kierowanie rozstrzeliwaniami kijowskich robotników.
Po zdobyciu Kijowa przez białe Siły Zbrojne Południa Rosji we wrześniu 1919 roku utworzono komisję do zbadania zbrodni czekistów w Kijowie. Przeprowadzono ekshumację w miejscach masowych pochówków, w tym na Cmentarzu Łukianowskim. Wielu straconych zostało rozpoznanych przez krewnych i ponownie pochowanych, jednak informacji o ponownym pochówku Naumenki brak. Nie został też opublikowany jego nekrolog, jak w przypadku wielu innych zabitych przez czekistów, a losy jego rodziny nie są znane.