Родился 18 июня 1937 года в селе Старая Збурьевка Голопристанского района Херсонской области, УССР.

 

В 1954 году окончил 10 классов средней школы №164 города Баку.

В 1959 году окончил механический факультет отделения «Автоматика и телемеханика» Азербайджанского ордена Трудового Красного Знамени института нефти и химии им.Азизбекова. Получил диплом по специальности «Автоматические, телемеханические и электроизмерительные приборы и устройства» и квалификацию «инженер-электрик».

1 июля 1959 года был призван на действительную воинскую службу и зачислен в распоряжение начальника в/ч 15644 (на полигоне Капустин Яр).

С 15 августа 1959 года служил начальником машины отделения РУД инженерно-испытательной команды в/ч 31935 (на полигоне Капустин Яр).

С 11 января 1960 года служил инженером-испытателем 3-го отдела в/ч 15646 (на полигоне Капустин Яр).

В 1962 году прошел медицинское обследование в Центральном военном научно-исследовательском авиационном госпитале (ЦВНИАГ) и в ноябре получил допуск Центральной врачебно-летной комиссии (ЦВЛК). 

8 января 1963 года на заседании мандатной комиссии был рекомендован к зачислению в отряд космонавтов. Приказом Главкома ВВС №14 от 10 января 1963 года был зачислен в ЦПК в качестве слушателя-космонавта.

С января 1963 по январь 1965 года проходил общекосмическую подготовку (ОКП). 13 января 1965 года после сдачи экзаменов по ОКП получил квалификацию «космонавт ВВС». 

23 января 1965 года был назначен на должность космонавта 2-го отряда (военные космические программы).

С сентября 1966 по 1971 года проходил подготовку по программе «Алмаз» в составе группы космонавтов.

30 апреля 1969 года был назначен космонавтом 2-го отдела 1-го управления 1-го НИИ ЦПК.

С ноября 1971 по апрель 1972 года проходил подготовку в условном экипаже вместе с Виктором Горбатко.

 

С 11 сентября 1972 по февраль 1973 года проходил подготовку к полету на ОПС-101 «Алмаз» («Салют-2») в качестве бортинженера второго (дублирующего) экипажа по программе 1-й экспедиции, вместе с Борисом Волыновым. Полет был отменен из-за разгерметизации ОПС «Алмаз» на орбите в апреле 1973 года.

 

С 13 августа 1973 по июнь 1974 года проходил подготовку к полету ОПС-101-2 «Алмаз» («Салют-3») в качестве бортинженера второго (дублирующего) экипажа 1-й экспедиции, вместе с Борисом Волыновым. Во время старта КК «Союз-14» 3 июля 1974 года был дублером бортинженера корабля.

 

29 июля 1974 года окончил заочное отделении Военно-политической орденов Ленина и Октябрьской Революции Краснознаменной академии им.В.И.Ленина по специальности «Военно-политическая авиация». Получил квалификацию «офицер с высшим военно-политическим образованием».

С января 1975 по июнь 1976 года проходил подготовку к полету на ОПС-103 «Алмаз» («Салют-5») в качестве бортинженера основного экипажа по программе 1-й экспедиции, вместе с Борисом Волыновым.

Первый полет совершил с 6 июля по 24 августа 1976 года в качестве бортинженера корабля «Союз-21» и 1-й основной экспедиции (ЭО-1) на ОПС «Алмаз» («Салют-5»), вместе с Б.Волыновым. Из-за возникших на станции проблем полет был прекращен досрочно. Позывной: «Байкал-2». Продолжительность полета составила 49 суток 06 часов 23 минуты 32 секунды.

30 марта 1976 года был назначен космонавтом группы КЛА специального назначения.

25 января 1978 года был назначен инструктором-космонавтом, командиром группы слушателей-космонавтов.

7 января 1981 года приказом Главкома ВВС был уволен из Вооруженных Сил и отчислен из отряда космонавтов по состоянию здоровья. Исключен из списков части 31 января 1981 года.

 

С 1 апреля 1983 по февраль 1987 года работал помощником генерального директора НПО «Маяк» в Киеве по гражданской обороне, начальник штаба гражданской обороны НИИ электромеханических приборов. В 1986 году в течение двух месяцев занимался эвакуацией людей и оборудования из города Припяти. Ликвидатор аварии на Чернобыльской атомной электростанции (АЭС).

В феврале 1987 года перевелся в Ноябрьский комплексный научно-исследовательский отдел на должность заведующего лабораторией наклонного бурения комплексного научно-исследовательского отдела для обеспечения работ в объединении «Ноябрьскнефтегаз» в городе Ноябрьск Тюменской области, а 21 февраля 1987 года был переведен в Управление «Запсибнефтегеофизика». 21 августа 1987 года был назначен начальником организованной им Ноябрьской аэрокосмогеологической партии по поиску полезных ископаемых.

С 1990 по январь 1991 года работал заведующим кафедрой аэрокосмогеологии и геодезии, а со 2 января 1991 - заведующим кафедрой геодезии и картографии аэрокосмогеологических исследований филиала Института повышения квалификации (ИПК) Мингеологии СССР в Киеве. 1 января 1992 года филиал ИПК был преобразован в Институт менеджмента, бизнеса и переподготовки кадров Госкомитета Украины по геологии и использованию недр. 31 декабря 1992 года был уволен по собственному желанию.

Со 2 января по 1 ноября 1993 года работал председателем спорткомитета в инновационном объединении «Мираж».

В 1993 году был инициатором создания и стал председателем Херсонского фонда «Космонавт Гагарин» по социальной защите инвалидов, малообеспеченных, воинов-афганцев и пострадавших от аварии на ЧАЭС.

Со 12 июля 1994 по 7 июня 1996 года работал головой (руководителем) Херсонской областной Рады народных депутатов.

С 11 июля 1995 года был головой Херсонской областной государственной администрации.

12 июня 1996 по 4 февраля 1997 года работал заместителем Генерального директора Национального космического агентства Украины (НКАУ).

1 августа 1997 по 31 июля 1998 года работал заместителем директора ООО «Таврия-Импэкс ЛТД».

С 1 ноября 1998 года работал заместителем генерального директора ТОО «Калита».

С 11 апреля 2002 года является президентом Аэрокосмического товарищества Украины.

Звания и награды:

- Герой Советского Союза (Указ Президиума Верховного Совета СССР от 1 сентября 1976 года);

- Летчик-космонавт СССР (01.09.1976);

- Заслуженный мастер спорта СССР (17.09.1976);

- Государственный деятель 1-го ранга (Украина, 05.10.1994);

- Академик Транспортной академии Украины (22.12.1994);

- Медаль «Золотая Звезда» Героя Советского Союза и орденом Ленина (01.09.1976); 

- Медаль «За освоение целинных земель» (1976);

- медаль «За отличие в охране государственной границы» (1977);

- 8 юбилейных медалей;

- Медаль «За заслуги в освоении космоса» (Указ Президента РФ №436 от 12 апреля 2011 года).

Семейное положение: отец - Жолобов Михаил Гаврилович, (1905 - 25.08.1993), капитан пароходства «КАСПАР» в Баку; мать - Жолобова Анастасия Васильевна, (1908 - 10.09.1998), домохозяйка; брат - Жолобов Валентин Михайлович, 1935 г.р., инженер завода «СК» в Сумгаите, на пенсии; дочь - Жолобова Елена Витальевна, 1962 г.р., замужем за космонавтом-дублёром Тимоти Мейсом (Великобритания); жена - Жолобова (Андриец) Татьяна Ильинична, род. 28.03.1952, работала социологом нефтегазодобывающего управления «Холмогорнефть» в городе Ноябрьск Тюменской области; дочь - Жолобова Анастасия Витальевна, род. 13.05.1982.

Виталий Михайлович является президентом Всеукраинского Объединения «Слава», созданного под патронажем Государственного комитета связи и информации (объединяет Героев Советского Союза, Героев Социалистического труда, полных кавалеров орденов Славы и членов их семей).