Natif de Segni [1], il fut élu pape cinq ans seulement après la déposition et l’arrestation de Martin 1er, en 653, par l’exarque [2] Calliopas, sur l’ordre de l’empereur Constant II.
Il fut donc contraint, comme son prédécesseur Eugène 1er, à une extrême prudence vis-à-vis des autorités byzantines, alors toutes-puissantes à Rome. Il s’abstint de toute prise de position retentissante dans la querelle du monothélisme [3], et resta ainsi en pleine communion avec le siège de Constantinople ainsi qu’en relations cordiales avec Constant II.
Après son élection, celui-ci lui offrit un évangéliaire couvert d’or et de pierreries. Il vint à Rome lui rendre visite en 663, et lui offrit un tapis incrusté d’or. Cependant, après un séjour de 12 jours, il quitta la ville en emportant les ornements en bronze de plusieurs monuments de la ville, notamment les tuiles en bronze doré qui couvraient la coupole de l’église Sainte-Marie-aux-Martyrs [4], ce qui fut vu comme un pillage. Il lui fallait sans doute payer les troupes qu’il avait amenées en Italie.
S’agissant des relations entre Eglises, Vitalien fut le seul pape inscrit sur les diptyques de l’Eglise de Constantinople entre 638 et 680 durant la période du monothélisme.
Mais Constant II favorisa le schisme de l’archevêque de Ravenne Maurus, qui rejeta l’autorité hiérarchique du pape, soutenu par l’exarque byzantin. L’empereur reconnut Ravenne comme siège autocéphale [5] en 666.
Vitalien lança l’anathème sur Maurus, qui répliqua sur le même ton et se prononça pour la soumission de l’Église latine au patriarche de Constantinople.
Le pape s’efforça de mobiliser les autres évêques italiens contre Maurus, mais le schisme durait toujours à sa mort. Il s’ajoutait en Italie au schisme d’Aquilée [6], non encore résorbé, et à la persistance de l’arianisme [7] parmi les Lombards, notamment sous le roi Grimoald 1er de Bénévent.
Les autorités byzantines tentèrent aussi de soustraire la Crète au ressort du pape.
En 664, selon une tradition, deux rois anglo-saxons, Egbert , roi de Kent [8], et Oswy ou Oswiu roi de Northumbrie [9], envoyèrent au pape Vitalien des ambassadeurs porteurs de vases d’or et d’argent, dirigés par Wilfrid , évêque d’York, pour lui demander de se prononcer sur certains points de liturgie, dont le principal était la date de célébration de Pâques, différente pour les Eglises d’obédience romaine et les Eglises d’obédience irlandaise, qui se partageaient la population chrétienne en Angleterre. Le point fut réglé par le synode de Whitby [10], qui condamna les usages celtiques et renforça l’autorité de la papauté en Angleterre. Mais le détail de ces événements est incertain.
En 667, après la mort de Wighard , envoyé à Rome pour être consacré archevêque de Cantorbéry [11], Vitalien décide, sur la recommandation d’ Adrien de Carthage , abbé de Nerida près de Naples, de le remplacer par le Grec Théodore de Tarse , réputé pour son grand savoir. Celui-ci n’accepte la mission que s’il est accompagné d’Adrien. Théodore est consacré archevêque de Cantorbéry par Vitalien le 26 mars 668.
Parvenu en Angleterre en mai 669, il y joue un rôle très important, tant dans l’organisation définitive de l’Eglise anglo-saxonne, et fut selon Bède le Vénérable le premier primat reconnu dans toute l’Angleterre, ainsi que dans la diffusion de la culture écrite gréco-romaine dans l’île.
Vitalien est également connu pour avoir introduit l’usage de l’orgue et de la musique instrumentale dans les offices religieux (tradition propre à l’Occident). C’est également sous son pontificat que les cloches furent généralisées dans toutes les églises de Gaule.