Родился 8 февраля 1940 года в городе Кузнецке Пензенской области. После войны семья Шиловых переехала в Кировскую область, где Сергей окончил Вахрушевскую среднюю школу. Юноша поступил в Казанское художественное училище. Там он обучался у советских художников Э. Г. Липкинда, Б. И. Майорова, В. И. Куделькина, Р. А. Тухватуллина. С 1962 по 1970 годы продолжил учебу в Харьковском художественно-промышленном институте у Е. П. Егорова. Под его руководством окончил монументальную мастерскую.
Виталий Шилов приехал в Тюмень в конце 60-х годов XX века, работал в составе студенческих строительных отрядов. Участвовал в художественном оформлении спорткомплекса «Геолог», городской школы № 21, Тюменского кукольного театра. Мастерская художника находилась за поликлиникой «Геолог». Работал также на Севере, в городах Нижневартовске и Мегионе.
С 1973 года – член Союза художников СССР. В творчестве Шилова особое место занимают произведения, посвященные истории Сибири, возникновению первых русских поселений. Им создан цикл эпических картин о покорении Сибири Eрмаком. Много внимания художник уделял библейской и евангельской теме. Серия произведений автора на евангельские сюжеты посвящена философскому размышлению о предназначении, смысле человеческого существования, о проблеме выбора судьбы, проблеме свободы.
Ряд произведений художника можно назвать Пушкинианой («Пушкин в Михайловском», «Пушкин и Натали», «Пушкин в Тригорском»). Работы из этого цикла созданы на основе изучения документальной истории жизни поэта.
Виталий Шилов – участник областных, зональных, республиканских, всесоюзных, международных выставок. Его картина «Комсомольское собрание» с большим успехом экспонировалась на выставке «Земля Тюменская» в 1976 году. Свою персональную выставку художник провел в 2000 году. Произведения находятся в Тюменском музее изобразительных искусств (Музейный комплекс им. И. Я. Словцова), Тобольском государственном историко-архитектурном музее-заповеднике, частных собраниях России, США.
В 2000 году Виталий Серафимович переехал в Москву. Умер в 2020 году, ему было 80 лет.