Актер В. В. Пономарев родился 11 июня 1939 года в г. Карачеве Брянской области в семье военнослужащего. В 1957 году он поступил в театральную студию при Воронежском академическом театре драмы имени А. В. Кольцова, после успешного окончания которой в течение полутора лет принимал активное участие в создании профессионального театра в Калмыкии.

С 1962 года В. В. Пономарев живет в Липецке, тогда же начался его творческий путь на сцене Липецкого академического театра драмы им. Л. Н. Толстого. Он был одним из ведущих актеров, сыграл множество ролей в классическом и современном репертуаре: Карлсон («Малыш и Карлсон, который живёт на крыше» А. Линдгрен), Иосиф Швейк («Иосиф Швейк против Франца Иосифа» Я. Гашека), Бессуднов ( «На бойком месте» А. Островского), Шмага («Без вины виноватые» А. Островского) и др.

В. В. Пономарев активно занимался и театрально-просветительской деятельностью: работал в театральных и литературных студиях учебных заведений города, выступал в библиотеках и трудовых коллективах. Актер снимался также в фильмах «Русские бабы», «Парижане», «Белый Бим - черное ухо». С 2000 года В. В. Пономарев является артистом Липецкого драматического театра, занят во многих спектаклях, любим публикой. Виталий Васильевич серьезно занимается живописью, в областном выставочном зале прошли его персональные выставки.

Заслуженный артист РСФСР (1980). Народный артист РСФСР (1991). Награжден орденом Дружбы (2005), нагрудным Знаком Министерства культуры РФ «За достижения в культуре» (2005), знаком отличия «За заслуги перед городом Липецком» (2009). Его имя занесено в памятную книгу «Трудовая слава Липецкой области» (2016).

Умер 17 декабря 2020 года.