В Вооружённых Силах СССР с 1966 года. Окончил Каменец-Подольское военно-инженерное командное училище в 1969 году, Военную академию тыла и транспорта в 1978 году, Военную академию Генерального штаба в 1990 году.
        В 1978–1988 годах – заместитель командира полка и дивизии по тылу, в 1990–1992 годах – заместитель командующего армии по тылу – начальник тыла 11-й гвардейской армии, в 1992–1997 годах  – начальник управления кадров Тыла Вооружённых Сил.
Виталий Степанович служил образцом выполнения служебного долга, отличался высокой культурой и пользовался заслуженным авторитетом в войсках, был требовательным и заботливым начальником.

Награждён орденами «За военные заслуги» и «За службу Родине в Вооружённых Силах СССР» III степени, медалью «За боевые заслуги», а также многими другими медалями.

2 ноября 2020 г. на Федеральном военном мемориальном кладбище состоялась церемония захоронения генерал-майора Петрушечкина Виталия Степановича.