Vitale era un soldato romano, come riferito dall'opuscolo scritto da Filippo ritrovato assieme ai corpi dei due figli in un cimitero di Milano da Sant'Ambrogio nel 396. Secondo questo documento, Vitale scortava il giudice Paolino in un viaggio da Milano a Ravenna. In quest'ultima città il giudice condannò a supplizi e morte per decapitazione il medico ligure Ursicino che si era dichiarato cristiano. Vitale fu vicino al medico e lo aiutò ad affrontare i supplizi e la morte. Egli provvide anche alla sua sepoltura. Rivelatosi con questo suo comportamento pure lui cristiano, venne condannato a morte e sepolto vivo a Ravenna.
Vitale e Valeria, genitori dei santi Gervasio e Protasio, anch'essi martiri, sono celebrati insieme il 28 aprile. San Vitale ha avuto, una raffigurazione nell'arte molto vasta, a lui sono dedicate la Basilica di San Vitale in Ravenna, consacrata il 17 maggio548, sorta sul luogo del suo martirio, con i suoi magnifici mosaici. La chiesa omonima a Venezia, dove è raffigurato vestito da soldato a cavallo che solleva uno stendardo, con lancia, spada e mazza, strumento del martirio della sua sposa Valeria. Ancora a lui è dedicata la Basilica dei Santi Vitale e Compagni Martiri in Fovea a Roma, con gli affreschi narranti il suo martirio.