Родился 14 февраля 1935 года в Хабаровске (Россия).
Виталий Смирнов после окончания в 1958 году Государственного Центрального ордена Ленина институт физической культуры работал на руководящих должностях в спортивных структурах страны. Занимал также пост первого секретаря Пушкинского горкома КПСС.
С 1970 года Виталий Смирнов был заместителем председателя Комитета по физкультуре и спорту при Совете Министров СССР. С марта 1977 года - первым заместителем председателя оргкомитета Олимпиады-1980, с 1981 года - председателем Госкомспорта РСФСР, с 1990 года - председателем Олимпийского комитета СССР.
После распада СССР Виталий Георгиевич с 1992 по 2001 год занимал пост президента Олимпийского комитета России, затем стал почетным президентом ОКР.
Смирнов с 1971 по 2015 являлся членом Международного олимпийского комитета. После того как МОК в декабре 2011 года покинул Жоао Авеланж, Смирнов стал членом МОК с самым большим стажем — более 40 лет.
Когда в преддверии Игр-2016 в Рио-де-Жанейро вокруг российских спортсменов разгорелся допинговый скандал, Смирнов как самый опытный функционер, пользующийся в МОК непререкаемым авторитетом, возглавил комиссию ОКР по борьбе с допингом.