Родился 10 марта 1911 года в поселке Новоуткинск Первоуральского района Свердловской области, в семье рабочего.
Призван в армию в июле 1941 года. Сражался на Западном, 1-м, 2-м и 3-м Белорусских фронтах. Участвовал в обороне Москвы.
Особо отличился в ходе Могилевской наступательной операции на территории Беларуси.
В числе первых 23 июня 1944 года переправился через реку Проня, а 27 июня на подручных средствах – через Днепр у деревни Польковичи (Могилёвский район). Умело организовав оборону, надёжно удерживал захваченный плацдарм, чем способствовал переправе других. подразделений полка. Участвовал в боях за освобождение города Могилёв. В уличных боях подбил тяжелое самоходное орудие противника. Будучи ранен, не покинул поля боя.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство Томиловских Виталию Васильевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
Скончался 12 апреля 1986 года.
Награжден орденом Ленина (24.03.1945), Отечественной войны 1-й степени (11.03.1985), Красной Звезды (26.06.1944), медалями, в том числе 2 медалями «За отвагу» (14.09.1943; 3.04.1944).