Віталій Мартиненко народився 3 липня 1987 року у місті Дрезден (Німеччина) у сім’ї військовослужбовця. У 1991 році родина переїхала до Львова.
Навчався у Середній загальноосвітній школі №84 імені Блаженної Йосафати Гордашевської.
Закінчив Державний професійно-технічний навчальний заклад «Львівське вище професійне політехнічне училище» (тоді – Професійно-технічне училище №33 міста Львова). Згодом здобував освіту в Українській академії друкарства.
У мирний час працював столяром на місцевому приватному підприємстві.
Із початком повномасштабного вторгнення рф добровольцем пішов на війну. Захищав Батьківщину у складі 125-ї окремої бригади територіальної оборони Регіонального управління «Захід» Сил територіальної оборони Збройних сил України. Виконував бойові завдання на східному напрямку.
Віталій загинув 6 лютого 2023 року в місті Кремінна Луганської області.
У Віталія Мартиненка залишилися мама та брат.
Нагороди
- Міська нагорода Львова «Почесний знак святого Юрія» (посмертно) (з нагоди Дня міста Львова) — 2 травня 2025 року.
- Указом Президента України №135/2024 “Про відзначення державними нагородами України” від 29 лютого 2024 року — за особисту мужність, виявлену у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, самовіддане виконання військового обов’язку, нагороджено орденом “За мужність” ІІІ ступеня МАРТИНЕНКА Віталія Володимировича (посмертно) — солдата.