Dem 1,67 m großen und in seiner Wettkampfzeit 54 kg schweren Läufer gelang Mitte der 1930er Jahre der Anschluss an die Weltspitze. Bei den Olympischen Spielen 1936 in Berlin wurde Väinö Muinonen in 2:33:46 Stunden Fünfter, wobei er zwei Minuten Rückstand auf die Bronzemedaille hatte. 1938 in Paris bei den Europameisterschaften konnte er den Titel für Finnland verteidigen, den vier Jahre zuvor Armas Toivonen gewonnen hatte. In 2:37:38,8 Stunden hatte er anderthalb Minuten Vorsprung auf den Briten Squire Yarrow.