Виталий Дмитриевич Доронин родился в Саратове.
Учился в Ленинградском институте сценических искусств.
Работал в разных театрах страны.
С 1951 года актер Малого театра.
В его искусстве комедийная легкость, мягкий юмор, простодушная открытость органично сочетались с подлинно драматическим темпераментом.
Большой успех и признание получил Доронин в роли Курочкина Свадьба с приданым.
Народный характер дарования Доронина, загадочность русской души неожиданно проявились в трагической роли Никиты Власть тьмы.
Лебединой песней актера стала роль Иудушки Головлева Господа Головлевы.
Снимался в фильмах Беспокойное хозяйство, Свадьба с приданым, Нормандия - Неман, Дорога, Крылья.
О Виталии Доронине вспоминают: актеры Татьяна Панкова, Вера Васильева, Галина Кожакина, Елена Доронина дочь актера, Виктор Борцов; театральный критик Борис Поюровский.