Vītoliņš begann seine Spielerkarriere im Nachwuchs von Dinamo Riga und spielte in der Spielzeit 1986/87 das erste Mal für die erste Mannschaft in der sowjetischen Eliteliga. In seiner zweiten Spielzeit für Dinamo konnte er mit der Mannschaft den größten Erfolg der Vereinsgeschichte feiern: Den Vizemeistertitel der sowjetischen Liga. Im Sommer 1988 wählten ihn die Montreal Canadiens beim NHL Entry Draft in der neunten Runde an 188. Stelle aus, allerdings durfte er die Sowjetunion nicht verlassen und spielte bis 1992 für Dinamo.