Народився 7-го грудня 1973-го року. Свого часу він був одним із найкращих українських арбітрів. У статусі асистента арбітра УПЛ провів 2006-2010-го років 61 матч, а в Першій лізі – 32 матчі. Асистентами арбітрами ФІФА наразі було лише троє представників Львова – Віталій Пономарьов, Роман Зань і Ярослав Лемех.

Працювати тренером Віталій Пономарьов розпочав у СДЮШОР «Карпати». З командою 2004-го року народження ставав переможцем і призером багатьох всеукраїнських і міжнародних турнірів. 2016-2020-го очолював один із найкращих аматорських клубів Львівщини «Миколаїв», із яким виборював чемпіонство, Кубок і Суперкубок Львівської області.

2018-го року на посаді головного тренера Львівської області Віталій Пономарьов став чемпіоном України, виборовши право виступити в Кубку регіонів УЄФА.

Зі сезону-2020/2021 очолив команду «Рух» U-19, тоді команда посіла 4-ту сходинку турнірної таблиці. Його підопічні стали чемпіонами України у сезонах 2021/22 та 2022/23. Крім того, під його керівництвом «рухівці» дійшли до 1/8 фіналу Юнацької ліги УЄФА, здолавши на своєму шляху польський «Заґлембє» (1:0, 0:0), турецький «Галатасарай» (3:1), італійський «Інтер» (1:1, 4:3 – пенальті), але львів'яни поступились італійському «Мілану» (0:1). 

Баланс ігор «Руху» U-19 у чемпіонаті України за тренерства Віталія Пономарьова такий: 61 матч – 43 перемоги, 11 нічиїх, 7 поразок; різниця м’ячів 155-46.

Влітку 2022-го року Віталій Пономарьов увійшов у тренерський штаб Леоніда Кучука в ролі старшого тренера. 20-го березня 2023-го року очолив «Рух» у статусі головного тренера.