Виталий Мартьянов окончил Государственное музыкальное училище имени Гнесиных и Российскую академию музыки имени Гнесиных (класс профессора Дмитрия Лукьянова). Лауреат Всероссийского конкурса исполнителей на духовых и ударных инструментах в Тольятти и Всероссийского открытого конкурса музыкантов-исполнителей на медных духовых и ударных инструментах имени А. А. Нестерова в Нижнем Новгороде.
Работал в Государственном академическом симфоническом оркестре России имени Е. Ф. Светланова и Академическом симфоническом оркестре Московской филармонии. С 2013 года – артист Российского национального оркестра.