Родился 10 сентября 1927 года в деревне Антипино Дорогобужского уезда. Окончил семь классов школы. В 1944—1954 годах проходил службу в Советской Армии.
После демобилизации работал водителем автопогрузчика на Пермском машиностроительном заводе. В январе 1955 года перешёл на работу на железную дорогу, был учеником сцепщика, сцепщиком вагонов, составителем поездов станции Пермь-II Свердловской железной дороги.
Инициатор внедрения новой технологии работы крупной грузовой станции, основой которой является развоз местных грузов по станции к пунктам погрузки и выгрузки строго по расписанию, применения диспетчерского метода руководства маневровой работой с организацией системы непрерывного учета их продвижения по станции. В результате В.А. Павлов ежемесячно выполнял плановые задания на 118-120%%.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 4 мая 1971 года за «выдающиеся успехи в выполнении заданий пятилетнего плана перевозок и повышения эффективности использования технических средств железнодорожного транспорта» Виталию Алексеевичу Павлову присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».
После выхода на пенсию проживал в Перми.
Награды Медаль «Серп и Молот» (4.05.1971) Орден Ленина (4.05.1971) Орден «Знак Почёта» (4.08.1966) Медаль «За доблестный труд в ознаменовании 100-летия со дня рождения В.И. Ленина» (1970) Золотая медаль ВДНХ (1978)
Память • мемориальная доска на здании Пермского региона, 2003 г.