Его соавтором в 1987—1998 годах являлся институтский однокашник Владимир Холстинин. Совместно с ним является лидером «Арии». После ухода почти всего первого состава «Арии» является вторым бессменным участником коллектива.
Вместе с ним в 1976 году стал основателем институтской рок-группы «Волшебные сумерки», в которой был басистом и вокалистом, а также автором некоторой части репертуара.
В 1982 году записал при участии Владимира Холстинина альбом «Осень», опубликованный только в 2009 году[3].
После распада группы в феврале 1983 года вместе с Холстининым вошёл в первый (оригинальный) состав группы «Альфа», записав альбом «Гуляка». Отыграв несколько концертов, ушёл из группы из-за отказа Сарычева выступать на профессиональной сцене.
В сентябре 1983 года поступил на работу в «Поющие сердца» в качестве вокалиста.
Голос Дубинина звучит на миньоне группы 1984 года — «Дирижирует ГАИ».
Покинул ансамбль в 1984 году ради учёбы в Гнесинском училище, которое окончил по классу вокала.
С 1985 года выступал с сольной программой, работая в Северо-Осетинской филармонии.
В 1986 году сольно выступил на первом дне фестиваля «Рок-панорама-86».
В 1987 году снялся в клипе на песню Криса Кельми «Замыкая круг», пропев строчку «Почему стремятся к свету все растения на свете?» (песня записывалась в 1986 году).
После распада первого состава «Арии» в 1987 году был приглашён Холстининым на место ушедшего Алика Грановского, в качестве басиста. С самого начала стал постоянным автором музыки, написал ряд песен, получивших широкую известность («Штиль», «Герой асфальта», «Улица Роз», «Осколок льда»). Значительную часть песен написал вместе с Владимиром Холстининым (в том числе полностью альбом «Игра с огнём»), а также выступил соавтором во всех песнях, написанных Сергеем Мавриным в Арии.
В начале 1990-х годов Дубинин и Холстинин основали студию «АРИЯ Records». В группе навыки Дубинина как вокалиста редко были востребованы. Однако он является постоянным бэк-вокалистом группы, а также солирует в песнях «Пытка тишиной», «Кровь королей», «Поле битвы» и «Феникс».
Также в 1997 году вместе с Холстининым они записали и выпустили совместный сайд-проект — альбом «АвАрия». Он состоял преимущественно из песен «Арии», записанных в акустической аранжировке и с вокалом Виталия, а также двух его новых песен «Ужас и страх» и «Такая вот печаль…», не укладывавшихся в стиль «Арии».
Спустя 21 год они были переаранжированы и выпущены в октябре 2018 года на трибьют-альбомеSalto Vitale, приуроченном к 60-летнему юбилею музыканта.
После «Судного дня» и распада «Арии» сформировал вместе с Холстининым новый состав группы с вокалистом Артуром Беркутом, гитаристом Сергеем Поповым и ударником Максимом Удаловым, который в 1987 году уже был участником коллектива. В 2011 году Артур Беркут покидает «Арию», и его место занимает Михаил Житняков.
13 декабря 2021 г. стал гостем вечерней программы «Наше время», выходящей на «Радио России», представив новые композиции. Ведущие — Ольга Максимова и Дмитрий Чернов.
18 февраля 2022 г. в «Чартовой дюжине» «Нашего радио» стартовал первый сингл с будущего альбома — песня «Русский сон», на которую также был выпущен видеоклип.
4 марта в эфире «Чартовой дюжины» артист рассказал, что альбом уже почти записан узким составом из 4-х человек (среди них сам Виталий и Сергей Маврин).
8 апреля 2022 г. стало известно, что релиз второго сингла с альбома состоится 15 апреля — в этот день вышла песня «Бес в твоих глазах»,
а 29 апреля она стартовала в эфире «Чартовой дюжины» «Нашего радио». В том же эфире Виталий Дубинин сообщил, что на песню был снят бюджетный видеоклип; также в ходе эфира он рассказал (сидя в одной студии с М. Бугаевым), что соавторами его первого сольного альбома стали Михаил Бугаев (участвует в работе над диском ещё с 2020 г.) и Маргарита Пушкина (автор текстов всех песен с этого альбома).
Релиз альбома (его название «Бал Маскарад») состоялся 24 июня 2022 г.
В феврале 2023 года вышел мини-альбом дополнение «Бал-Маскарад. Постскриптум»[4].
28 апреля вышла концертная версия альбома «Live-Маскарад» из 7 композиций[5].
Оценки
По мнению бывшего гитариста группы Андрея Большакова своим успехом «Ария» обязана композиторскому таланту Виталия Дубинина:
Всё-таки главный композитор «Арии» — Виталий Дубинин. Холстинин придумывает эффектные риффы, Дубинин же просто замечательный мелодист… Его мелодии смахивают на традиционные наши российские песни под гитару.
