Виталий Фомин родился в 1989 году в Угличе. Окончил Государственный музыкальный колледж имени Гнесиных по специальности «хормейстер» (класс профессора Валерия Калинина) и Московский государственный институт культуры (факультет музыкально-театрального искусства). Лауреат I премии Московского фестиваля-конкурса лирических теноров имени И. С. Козловского.
С 2013 года – артист хора Московского музыкального театра «Геликон-опера». Исполняет сольные партии в спектаклях «Леди Макбет Мценского уезда» Шостаковича (Сергей), «Турандот» Пуччини (Понг), «Прекрасная Елена» Оффенбаха (Аякс), «Средство Макропулоса» Яначека (Янек), «Семь смертных грехов» Вайля (Старший брат), «Иоланта» Чайковского (Водемон), «Доктор Гааз» Сергунина (Молодой Доктор Гааз) и других. За роль Молодого Доктора Гааза номинирован на Национальную театральную премию «Золотая Маска» (2016).