Родился 10 июня 1928 года в деревне Старая (ныне - Гжатского района Смоленской области).
Заслуженный артист РСФСР (11.04.1977).
В 1952 году закончил ГИТИС и стал актёром Минского русского драматического театра. В 1954 году вернулся в Москву и был зачислен в труппу МХАТа. После раздела театра в 1987 году — в МХАТе им. Горького под руководством Татьяны Дорониной, где работал до 1989 года.
Сниматься в кино Виталий Беляков начал с 1957 года, играя, в основном, роли второго плана. Среди работ: Михайло Замков («Хождение за три моря»), Васька-«Кот» («Жизнь прошла мимо»), Вова («День за днём»), Болеслав Крук («Приступить к ликвидации»).
Умер 28 января 2001 года. Похоронен в городе Ивантеевка Московской области.