Гайдук народився 19 липня 1957 року в селі Хлібодарівка, Волноваський район, Донецька область.
Донецький політехнічний інститут (1980), інженер-економіст, «Економіка і організація машинобудівної промисловості»; кандидатська дисертація «Організаційно-економічний механізм управління лізингом» (Інститут економіки промисловості НАН України, 2001).
З 1980 — інженер Донецького політехнічного інституту.
1981–1988 — старший економіст, начальник відділу економіки і організації праці, заступник директора з економіки Донецького обласного центру «АвтоВАЗтехобслуговування».
1988–1994 — директор Зуївського енергомеханічного заводу.
З листопада 1994 — заступник голови Донецької обласної ради.
Листопад 1995 — липень 1996 — заступник голови з питань роботи промисловості, транспорту і зв'язку, червень — вересень 1997 — перший заступник голови Донецької облдержадміністрації. У травні 1997 головою ОДА став Віктор Янукович.
У 2000-2002 роках - перший заступник міністра, міністр палива та енергетики.
З листопада 2002 - віце-прем'єр з ПЕК.
5 грудня 2003 року президент Леонід Кучма відправив Віталія Анатолійовича у відставку. Однією із причин, як твердять у політичних кулуарах, став дзвінок російського президента Володимира Путіна, якому не сподобалася позиція Гайдука щодо проекту створення газотранспортного консорціуму. Після відставки Віталій Анатолійович очолив консорціум «Індустріальна група», який керував активами ІСД.
Наприкінці 2005 року президент Віктор Ющенко планував призначити Віталія Гайдука віце-прем'єром з ПЕК, але проти цього призначення виступили голова НАК «Нафтогаз України» Олексій Івченко та голова Мінпаливенерго Іван Плачков.
2006 року у «Топ-100» найвпливовіших людей України, яких щороку визначає журнал «Кореспондент», Віталій Гайдук зайняв 11 позицію.
10 жовтня 2006 року Гайдука призначено секретарем Ради національної безпеки та оборони України.
12 травня 2007 року залишив цю посаду. Серед причин називали небажання Гайдука вживати радикальних заходів щодо Конституційного суду та деяких членів Кабінету міністрів, на чому наполягав президент Ющенко.
У 2007 році у «Топ-100» найвпливовіших людей України журналу «Кореспондент» Віталій Гайдук зайняв 24 позицію.
2007 року у рейтингу журналу «Фокус» «200 найвпливовіших українців» Віталій Анатолійович посів 15-те місце.
У січні 2008 року Кабінет Міністрів запропонував призначити Віталія Гайдука віце-прем'єр-міністром. Втім, це кадрове питання так і не було розглянуте парламентом.
У лютому 2008 року Віталія Анатолійовича призначено керівником групи радників прем'єр-міністра Юлії Тимошенко.
2008 року у «ТОП-100» найвпливовіших українців, яких визначив журнал «Кореспондент», Гайдук посів 14-те місце.
Наприкінці 2009 року продав свою частку в ІСД.
Академік Академії економічних наук України. «Заслужений енергетик СНД». Знаки «Шахтарська слава» III, II, I ст. Почесна грамота Кабінету міністрів України (2004). Орден «За заслуги» III ст. (2005). Державний службовець 1-го рангу (січень 2007).
Співавтор монографії «Проблемы и перспективы развития лизинга в Украине» (2000).
Одружений, має сина і дочку.
31.10.2023