Василий Валитов в 2005 году окончил Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского по специальности «оперно-симфоническое дирижирование» (класс профессора Леонида Николаева). Стажировался у Фуата Мансурова и Вольфганга Шайдта (в Венской государственной опере).
Сотрудничал с оркестрами и оперными театрами России, Австрии, Франции, Испании, Нидерландов, Польши, Японии. С 2004 года – художественный руководитель и главный дирижер Юношеского симфонического оркестра России имени Л. В. Николаева, с которым успешно гастролировал во Франции и в Катаре; художественный руководитель проекта «Музыка детских сердец». С 2013 года – художественный руководитель Музыкального фестиваля молодежи из стран СНГ имени Фуата Мансурова «Таланты содружества». В 2016 году возглавил Молодежный симфонический оркестр СНГ, с которым в разные годы работали Фуат Мансуров, Юрий Симонов, Владимир Спиваков. Под руководством Василия Валитова коллектив записал два компакт-диска.
С 2013 года – приглашенный дирижер Государственного симфонического оркестра Республики Татарстан и Татарского академического государственного театра оперы и балета имени Мусы Джалиля; с 2014 года – приглашенный дирижер оркестра Малеровского филармонического общества в Вене, Филармонического оркестра Сето (Япония) и Московского государственного академического симфонического оркестра под управлением Павла Когана.
C 2018 года – приглашенный, с 2019-го – главный приглашенный дирижер Филармонического оркестра Хамамацу (Япония). В том же году выступил с Национальным симфоническим оркестром Эквадора в столице страны Кито.
Был главным дирижером Астраханского государственного театра оперы и балета (2008–2010). С 2010 года работает в театре «Новая опера» имени Е. В. Колобова, где в его репертуар вошли оперы «Тристан и Изольда» Вагнера, «Богема» Пуччини, «Аида» Верди, «Князь Игорь» Бородина и др. В 2017 году дебютировал на сцене Мариинского театра, представив «Риголетто» Верди.
С 2018 года преподает в Московской консерватории на кафедре оперно-симфонического дирижирования.
В 2016 году основал компанию «Голос музыки», Российско-австрийскую летнюю музыкальную школу в Брегенце, стал художественным руководителем проекта «Музыкальная академия Вена – Москва».
Заслуженный артист Республики Татарстан; лауреат премии «Обретенное поколение», учрежденной Правительством Москвы и Отделом по делам молодежи Русской Православной Церкви; награжден почетной грамотой министра культуры РФ, благодарностями министра Правительства Москвы и руководителя Департамента культуры города Москвы.