Виталий Ильич Литвинов родился 4 июня 1941 года в Харькове.

В 1964 году окончил лечебный факультет Саратовского медицинского института. В 1964–1965 гг. — патологоанатом и судмедэксперт в г. Саранске Мордовской АССР. С 1966 года — в Центральном НИИ туберкулёза РАМН: прошёл путь от младшего научного сотрудника до зав. отделом иммунологии и лабораторией биотехнологии (1966–1997). В 1997–2012 гг. — директор Научно-практического центра борьбы с туберкулёзом Департамента здравоохранения города Москвы, с 2012 года — научный руководитель Центра.

В 1970 году — защитил кандидатскую диссертацию «Иммунология вакцинного процесса, вызываемого BCG» и опубликовал книгу «Иммунобиологические основы противотуберкулёзной вакцинации» (в соавторстве с М.М. Авербахом), которая до сих пор остаётся актуальной. В 1974 году защитил докторскую диссертацию «Иммуноморфология и иммунологическое значение повышенной чувствительности замедленного типа при туберкулёзе» (став доктором наук в 33 года). В том же году вышла его монография «Повышенная чувствительность замедленного типа и инфекционный процесс» (в соавторстве с М.М. Авербахом и В.Я. Гергертом), которая до сегодняшнего дня остаётся основополагающей в данной области. В 1987 году ему присвоено звание профессора.

Член-корреспондент РАМН с 1995 года, академик РАМН с 2004 года, академик РАН c 2013 года — Отделение медицинских наук.

Академик В.И. Литвинов — крупный учёный, специалист в области инфекционной иммунологии и фтизиатрии, научные интересы — туберкулёзные и нетуберкулёзные микобактерии, эпидемиология туберкулёза, изучение иммунитета при заболеваниях лёгких, в том числе туберкулёза, проблемы биотехнологии. Направления исследований — микробиологические и молекулярно-генетические методы выявления и идентификации микобактерий, межклеточные взаимодействия и иммуногенетика туберкулёза и других инфекций.

В.И. Литвинов выявил роль Т-лимфоцитов в протективном иммунитете при «внутриклеточных» инфекциях. Охарактеризовал роль генов гистосовместимости при туберкулёзе, саркоидозе и др. Разработал методы иммунодиагностики и прогноза туберкулёза и других заболеваний. Предложил способы определения резистентности микобактерий туберкулёза на основе биологических микрочипов и автоматизированных систем.

В 1990–1997 гг., возглавляя отдел иммунологии «Центрального НИИ туберкулёза РАН», В.И. Литвинов успешно развивал целый ряд направлений, связанных с клинической иммуногенетикой. Он возглавлял экспедиционные исследования по изучению генов HLA, ответственных за устойчивость и чувствительность к туберкулёзу в различных этнических популяциях человека, разрабатывал широкие исследования, направленные на получение различных антигенных комплексов, специфических моноклональных антител (с помощью гибридомной технологии) к антигенам микобактерий и создал различные варианты иммуноферментного анализа (ИФА).

В.И. Литвинов, будучи главным фтизиатром Департамента здравоохранения Москвы, проводил с сотрудниками эпидемиологические исследования и совершенствование противотуберкулёзной работы, что позволило разработать программу неотложных противотуберкулёзных мероприятий в Москве — всё это сыграло роль в стабилизации эпидемической обстановки по туберкулёзу в городе.

В.И. Литвиновым были проведены исследования в области межклеточного взаимодействия и иммуногенетики туберкулёза и других инфекций, разработан ряд методов для иммунодиагностики туберкулёза и других болезней легких и инфекционных заболеваний, получены диагностические препараты — антигены и антитела (в том числе моноклональные) для иммунодиагностики туберкулёза и идентификации микобактерий разных видов. При его активном участии был создан диагностический препарат «Диаскинтест» для внутрикожного теста — рекомбинантный белок, специфичный для вирулентных микобактерий туберкулёза (отсутствует в вакцинном штамме БЦЖ). Его применение позволяет выявить наличие туберкулёзной инфекции и проводить дифференциальную диагностику с другими заболеваниями нетуберкулёзной природы и поствакцинальной аллергией. Проведённые в Московском городском научно-практическом центре борьбы с туберкулёзом клинические исследования, подтверждающие эффективность теста, позволили рекомендовать его для внедрения в широкую практику — был издан приказ Минздравсоцразвития от 2009 года.

За время работы в МНПЦ борьбы с туберкулёзом приоритетами для В.И. Литвинова в научных исследованиях были микробиологические, молекулярно-генетические методы выявления и идентификации туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактерий, а также эпидемиологии туберкулёза. Итогом этой деятельности явились 2 монографии по лабораторной диагностике туберкулёза и 2 монографии, посвящённые изучению нетуберкулёзных микобактерий. Созданный В.И. Литвиновым алгоритм идентификации нетуберкулёзных микобактерий позволил оценить их роль в патологии лёгких и других органов.

В.И. Литвинов занимался разработкой и внедрением новых методов диагностики туберкулёза и определения устойчивости микобактерий туберкулёза к противотуберкулёзным препаратам. Усовершенствованные им и его учениками методы молекулярной диагностики, включая микрочиповые технологии, позволяют в короткие сроки (2–3 дня) идентифицировать микобактерии и определить их лекарственную чувствительность.

Большое внимание он уделяет диагностике латентной туберкулёзной инфекции, которые особенно актуальны в период спада туберкулёзной эндемии. Такие исследования стали возможны благодаря появлению новых диагностических тестов, основанных на иммунном ответе на специфичные для микобактерий туберкулёза белки — это лабораторные тесты продукции интерферона-гамма и кожные пробы с препаратом «Диаскинтест». Этому вопросу посвящена его монография «Латентная туберкулёзная инфекция», изданная в 2015 году.

В.И. Литвинов руководит научным отделом, основные приоритеты работы которого следующие:

  • определение лекарственной чувствительности микобактерий туберкулёза, чтобы клиницисты работали вплотную с иммунологами, бактериологами и молекулярными генетиками. Основная задача — внедрить в ежедневную практику фтизиатров результаты исследований на тест-системе Sensititrе и сочетать эти данные с молекулярно-генетическими исследованиями;

  • активная работа по выявлению туберкулёза в группах риска, особенно у ВИЧ-инфицированных пациентов, здесь наиболее важна ранняя диагностика туберкулёза — использование методов иммунологии и молекулярной генетики;

  • проведение исследований, внедрение в практику диагностики нетуберкулёзных микобактериозов.

В.И. Литвинов создал свою научную школу — он является руководителем и научным консультантом при выполнении 26 докторских и 52 кандидатских диссертаций, его ученики сегодня работают во всех странах бывшего СССР, в ведущих лабораториях Израиля, Германии и других стран.

Им опубликовано более 400 научных работ, в том числе 3 руководства и 33 книги (две из которых изданы за рубежом). Результаты исследований защищены 20 патентами и авторскими свидетельствами.

Член редколлегии журнала «Туберкулёз и социально значимые заболевания».

Заместитель председателя учёного совета Московского городского научно-практического центра борьбы с туберкулёзом. Член специализированного совета по проблемам фтизиатрии и пульмонологии (при ЦНИИТ).

Заслуженный деятель науки Российской Федерации.

Награждён орденами Дружбы и Почёта.

Лауреат премии Правительства Российской Федерации.

Удостоен международной премии Галена «За лучшее биофармакологическое исследование в России».