Виталий Дмитриевич родился 15 апреля 1923 года в посёлке Белые Берега, ныне посёлок городского типа Фокинского райсовета города Брянск, в семье служащего. С 1941 года в рядах Красной Армии.
В 1942 году окончил Качинскую военную авиационную школу лётчиков.
С сентября 1943 года лейтенант В. Д. Орлов на фронтах Великой Отечественной войны.
Гвардии старший лейтенант В. Д. Орлов совершил 210 боевых вылетов на прикрытие самолётов - корректировщиков, в 19 воздушных боях лично сбил 4 самолёта противника.
31 мая 1945 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, удостоен звания Героя Советского Союза.
