Виталий Автономов родился 20 января 1919 года в Острогожске. Окончил среднюю школу.
В 1937 году Автономов был призван на службу в Рабоче-крестьянскую Красную Армию.
В 1940 году он окончил Энгельсскую военную авиационную школу пилотов.
С началом Великой Отечественной войны находился в действующей армии. Воевал на Юго-Западном, Южном, Закавказском, Северо-Кавказском фронтах, Приморской армии, на 2-м Прибалтийском, 1-м Белорусском фронтах в качестве пилота, командира звена, заместителя и командира эскадрильи 288-го ближнебомбардировочного авиационного полка, а в 1944-1945 годах – в составе 650-го бомбардировочного авиационного полка. Под его командованием звенья и эскадрилья наносили бомбовые удары и штурмовки по живой силе и технике противника.
В годы войны Автономов совершил 367 боевых вылетов, был четырежды ранен..После окончания войны Автономов продолжил службу в Советской Армии.
В 1954 году он окончил Военно-воздушную академию, в 1959 году — Военную академию Генерального штаба.
В 1962 году Автономову было присвоено воинское звание генерал-майора авиации.
В 1960—1963 годах он служил заместителем командующего 73-й воздушной армии, а в 1963—1972 годах — начальником тыла — заместителем командующего ВВС Приволжского военного округа.
В июле 1972 года Автономов вышел в отставку.Проживал в Смоленске, работал начальником штаба Смоленского отдельного авиационного отряда Министерства гражданской авиации СССР. Скончался 31 марта 1994 года, похоронен в деревне Лубня Смоленского района Смоленской области.
Карта сайта
