Народився 12 грудня 1962 р. в м. Стрий Львівської обл. В 1988 р. закінчив факультет фінансів та кредиту Тернопільського фінансово-економічного інституту.
В 1988-1990 рр. Віталій Антонов очолював альпіністської-туристичний клуб «Карпати», в 1990-1992 рр. - начальник Львівської обласної рятувальної служби товариства «Червоного хреста».
1992-1995 рр. - директор ПП «Карат». 1995-2001 рр. - президент ВАТ «Галнафтогаз», з 2001 р. - голова наглядової ради ВАТ «Концерн Галнафтогаз». 1999-2000 рр. - голова комісії під питань ПЕК УСПП.
З 1999 р. Віталій Антонов є почесний консулом Литви у Львові та Львівській обл., А з 2007 р. - генеральний почесним консулом Литви у Львові. З 2001 р. - голова українсько-литовського фонду ім. Т.Шевченка (Львів).
З 2004 р. Віталій Антонов є президентом «Універсальної інвестиційної групи», а з 2008 р. - головою спостережної ради ВАТ «Страхова компанія Універсальна».
2003-2005 рр. - позаштатний радник Львівської облдержадміністрації із зовнішньоекономічних питань. З 2010 р. - член спостережної ради Львівського агентства із залучення інвестицій «ЛьвівІнвест».
Віталій Антонов - кандидат у майстри спорту з альпінізму і скелелазіння. Нагороджений орденом «За заслуги» III ступеня, орденом «Зірка тисячоліття Литви», орденом УПЦ «Різдво Христове-2000», а також нагородою Української греко-католицької церкви.