Vitali studerte komposisjon hos Antonio Maria Pacchioni i Modena og var virksom i hertugene d'Estes hofforkester fra 1675 to 1742. Blant Vitalis elever var Evaristo Dall'Abaco og Jean-Baptiste Senaillé (1688–1730), sønn av en av «kongens 24 fioliner» i Paris.