Родился в России, вырос в Канаде, куда переехал с родителями в возрасте шести лет, владеет русским, английским и китайским языками. Три года проживал в городе Цуг, Швейцария, в 2017 году переехал в Сингапур. Бросил обучение в Университете Уотерлу ради работы над блокчейн-проектами.Отец Виталика — Дмитрий, специалист по информатике, — с десятилетнего возраста поощрял его писать видеоигры.
Он же познакомил своего сына с идеями блокчейна и криптовалют. Виталик Бутерин заинтересовался биткойном в 2011 году, и в том же году стал сооснователем журнала «Bitcoin Magazine» .
В 2012 году Bitcoin Magazine начал выпускаться в качестве печатного издания и стал первым крупным печатным изданием на данную тематику.
Он также входит в редакционный совет первого рецензируемого научного журнала Ledger, посвященного криптовалютам и смежным с ними темам.
До начала работы над Ethereum он также занимался различными проектами с открытым исходным кодом, связанными с Биткойном.
В мае 2016 года приехал в Россию — в первый раз с момента своего переезда вместе с родителями в Канаду в 2001 году. Во время приезда встретился с российскими министрами и представителями Центробанка РФ.
В 2017 году Виталик Бутерин вошёл в топ-10 рейтинга «40 самых влиятельных молодых людей до 40 лет» по версии журнала Fortune, попал в рейтинг 600 самых ярких людей до 30 лет журнала Forbes, газета «Ведомости» признала его профессионалом года.