Віталій народився 28 лютого 1997 року в селі Піщанка Берестинського району. Навчався у Берестинському ліцеї №2, потім вступив до Берестинського педагогічного фахового коледжу. Працював на овочевій фабриці. Був відповідальним, завжди підтримував рідних і друзів.
9 травня 2022 року став на захист України. Службу проходив у 17-му окремому стрілецькому батальйоні, згодом продовжив її у складі 54-ї окремої механізованої бригади. Обіймав посаду командира відділення протитанкових ракетних комплексів взводу ПТРК роти вогневої підтримки мотопіхотного батальйону.
«Мій чоловік був найкращим батьком і завжди хотів для дітей кращого майбутнього. Багато працював, мріяв про великий будинок, у якому будуть бігати діти. Мав настільки добре серце, що не міг залишатися осторонь, якщо хтось потребував допомоги, піклувався про всіх. У нього були дуже теплі стосунки з мамою, сестрою, братом. Вільний час він насамперед присвячував нам із дітьми або проводив затишні вечори у колі друзів і рідних. Любив готувати для сім’ї, і син завжди казав, що тато готує краще за маму», – розповіла дружина Олеся.
«Після перемоги він мріяв зібрати всю родину за одним столом, адже війна розлучила його з близькими: сестра й брат були змушені виїхати за кордон. Його улюблена машина нині допомагає побратимам вивозити хлопців із позицій. Таких людей, як мій чоловік, я більше ніколи не зустріну», – додала вона.
Віталія Василенка нагородили відзнакою «За оборону України», а посмертно – орденом «За мужність» ІІІ ступеня.
Поховали захисника на Центральному кладовищі в Берестині. На Алеї Слави міста встановили його портрет.
У Віталія залишилися дружина, син, донька, сестра та брат.
