Устим Якимович Кармелюк (Кармалюк) народився  27 лютого (10 березня) 1787 в селі Головчинці Літинського повіту Подільської губернії (нині село Кармалюкове Жмеринського району Вінницької області) в селянській родині.

У віці 17 років був відданий поміщиком на 25-річну службу в царську армію. У 1813 дезертирував з 4-го уланського полку, який розміщався в Кам'янці-Подільському та повернувся в рідні місця. Незабаром був спійманий і засуджений до 500 ударів батогом, після чого його скерували до кримського штрафного батальйону. На шляху до Криму Кармалюк втік з-під варти.

У 1814 році очолив повстання селян проти російської адміністрації і дворянства, що розгорнулося в Літинському, Летичівському і Ольгопільському повітах. У 1817 році Кармелюк був схоплений жандармами і засуджений до смертної кари. В останній момент кара була замінена на 25 ударів батогом і 10 роками каторги в Сибіру. Однак під час етапування Кармалюк втік із В'ятської етапної в'язниці. Повернувшись на Поділля, продовжував боротьбу, доки його знову не схопили під час облави. Скориставшись знанням російської мови й відповідними документами, під час слідства видав себе за солдата з Костроми. Після того, як його запроторили у Кам'янець-Подільську фортецю, Кармалюк разом з іншими в'язнями здійснив свою четверту втечу. При спробі до втечі був поранений, потім схоплений і прикутий до кам'яного стовпа у вежі Юлія II (Папській, пізніше названій Кармелюковою).

Взимку 1824 року його покарали 101 ударом батога, затаврували розпеченим залізом і знову відправили етапом у Сибір. Наступні два роки Кармалюк разом з іншими каторжанами конвойований до Тобольська. У 1825 з Тобольської каторжної в'язниці потрапив у Ялуторовськ. Незабаром він знову втік, але був схоплений і запроторений у набагато гірші умови. Утеча звідси - один із найзнаменитіших документованих випадків. Восени, під час нічної бурі, Кармалюк виламав грати, зібрав сорочки всіх співкамерників і зв'язав їх у довге полотнище. До кінця прив'язав камінь і закинув за частокіл в'язниці. По цьому висячому мосту, прямо вікна за огорожу один за одним перебралися усі в'язні - зранку камера була порожня.

У 1828 році знову був схоплений і відправлений до Сибіру на Боровлянський скляний завод у Тобольській губернії. Потім знову втеча, а в 1830 - черговий арешт. Через 2 роки Кармалюк розібрав стелю в своїй камері і втік із Літинської в'язниці.

У 1830-1835 селянський рух під проводом Кармалюка охопив усе Поділля, суміжні з ним райони Бессарабії та Київщини. У ньому брали участь близько 20 тисяч осіб. Протягом 23 років боротьби повстанські загони Кармалюка здійснили понад тисячу нападів на поміщицькі садиби. Захоплені у поміщиків гроші та цінності роздавали селянським біднякам. У повстанському русі брали участь не тільки українці, а й поляки та євреї. Довгі роки сподвижником Кармалюка були євреї Аврум Ель Іцкович, Абрашко Дувідовіч Сокольницький, Арон Віняр та Василь Добровольський, а також поляки Ян і Олександр Глембоцькі, Фелікс Янковський та Олександр Витвицький. Жоден з них на допитах і очних ставках не зрадив Кармалюка, за що деякі з них були страчені, а інші вислані в Сибір.

Для боротьби з повсталими російський уряд у листопаді 1833 р. створив т. зв. Галузинецьку комісію. У 1835 році Кармелюк був убитий із засідки шляхтичем Рутковським; за переказами - не кулею, а срібним гудзиком. З метою залякування непокірних селян тіло ватажка ще довго возили по містах і селах. Поховали його в Летичеві, де пізніше, в 1974 році було встановлено 5-метровий пам'ятник. Допитавши 2700 осіб, урядова комісія постановила, що Кармелюк підняв на боротьбу 20 тисяч повстанців.

В Головчинцях резонанс судової справи Кармалюка був таким великим, що вся його численна рідня була змушена, щоб уникнути репресій, відмовитися від свого прізвища. Переважна більшість взяла собі прізвище Карман: таке було прізвисько соратників Устима. Після 1955 р, коли село перейменували на Кармалюкове, почався зворотний процес зміни прізвищ: майже всі Кармани стали Кармалюками.
До наших часів дійшов лише опис зовнішності Кармалюка, а єдиний достовірний його портрет належить пензлю Тропініна, відомий в кількох копіях, одна з яких зберігається в Ермітажі. За словами свідків і очевидців, Кармелюк був не дуже високого зросту, але широкоплечий, надзвичайно сильний, і відрізнявся неабияким розумом.

Феномен Кармелюка відобразили у своїх творах Михайло Старицький, Марко Вовчок, Степан Васильченко, Василь Кучер та ін. Харківський композитор Валентин Костенко - автор опери «Кармелюк». Усні народні легенди про народного героя збирали Микола Костомаров і Тарас Шевченко (останній назвав його «славним лицарем»). Також Кармелюку іноді приписують авторство низки українських народних пісень. пом. 10 (22) жовтня 1835