Народився 12 грудня 1962 року у місті Стрий Львівської області.
1988 року закінчив з відзнакою Тернопільський фінансово-економічний інститут (фінанси та кредит). Кандидат економічних наук .
1991-1992 рр. – голова Львівської обласної рятувальної служби Товариства червоного хреста.
1992-1995 р.р. - Директор підприємства Карат.
1995-1997 рр. – генеральний директор АТ "Галнафтогаз".
1997-2001 рр. - Президент АТ "Галнафтогаз" (мережа автозаправних станцій ОККО).
З 2001 року – голова наглядової ради ВАТ Концерн Галнафтогаз (з вересня 2009-го – ПрАТ "Концерн Галнафтогаз").
2004-2009 рр. – президент Універсальної інвестиційної групи.
З 2006 - член наглядової ради ВАТ "Концерн Хлібпром".
З 2008-го – голова наглядової ради ВАТ "Страхова компанія Універсальна".
У березні 2011 року журнал Фокус оцінив статки бізнесмена в $575,4 млн. (36-е місце в рейтингу "200 найбагатших людей України").
Від 1999 року Віталій Антонов є Почесним консулом Литовської Республіки у Львові та Львівській області, а з 2007 року — Генеральним Почесним консулом Литовської Республіки у Львові.
У 1999–2000 роках Віталій Антонов очолював комісію Українського союзу промисловців та підприємців з питань паливно-енергетичного комплексу України.
Починаючи з 2001 року він очолює Українсько-Литовський фонд імені Тараса Шевченка.
На переконання Віталія Антонова досвід Литви при трансформації суспільства від посттоталітарного до вільного й відкритого є особливо цінним для українського національного проекту, адже обидві країни поєднує спільність історії і схожість ментальностей.
У 2008 році Віталій Антонов став одним зі співзасновників Львівської бізнес-школи Українського католицького університету.
У 2009–2010 роках він входив до складу Ради інвесторів при Кабінеті Міністрів України.
У 2013 році увійшов до складу Ради з питань стимулювання інвестицій та підприємницької діяльності при Міністерстві доходів і зборів України.
У 2016 році Віталій Антонов обраний членом Наглядової ради Львівського національного університету імені Івана Франка.
24 серпня 2019 року, за значний особистий внесок у соціально-економічний розвиток району рішенням Сколівської районної ради № 800 від 08 серпня 2019 р. Віталію Антонову присвоєно звання «Почесний громадянин Сколівського району».
У 2019-2020 роках очолював комітет стратегічних ініціатив, інвестиційної та податкової політики від Федерації роботодавців України.
Віталій Антонов є кандидатом у майстри спорту з альпінізму і зі скелелазіння
Орден «За заслуги» III ступеня
Литовська урядова нагорода — орден «Зірка тисячоліття Литви»
Орден «Різдво Христове–2000» Української Православної Церкви МП
Відзнака Глави Української греко-католицької церкви
Звання «Почесний громадянин Сколівського району»
Розлучений, має двох доньок (1985 та 1993 року народження) та сина (2003 року народження).
17.10.2022