Родился 19 июля 1957 года в селе Хлебодаровка Волноваского района Донецкой области.

В 1980 году окончил Донецкий политехнический институт по специальности инженер-экономист. Затем работал инженером, старшим экономистом, начальником отдела экономики и организации труда, заместителем директора по экономике Донецкого областного центра «АвтоВАЗтехобслуживание».

В 31 год Виталий Анатольевич выиграл кадровый конкурс и стал директором Зуевского энергомеханического завода. После шестилетнего пребывания в этой должности, Гайдук стал заместителем главы Донецкого облсовета народных депутатов. При губернаторе Владимире Щербане Виталий Анатольевич курировал вопросы работы промышленности, транспорта и связи. При губернаторе Сергее Полякове был его первым заместителем.

В начале 1998 года Виталию Гайдуку, по данным Костя Бондаренко, предлагали возглавить созданный «Нафтогаз Украины», однако Гайдук решил отказаться – и практически добровольно уступил это место Игорю Бакаю.

В Киеве Гайдук появился в январе 2000 года – в правительстве Ющенко он был назначен первым заместителем министра топлива и энергетики. С ноября 2001 по ноябрь 2002 года – министр топлива и энергетики. После – Гайдук был вице-премьером в правительстве Януковича.

5 декабря 2003 года президент Кучма отправил Виталия Анатольевича в отставку. Одной из причин, как твердят в политических кулуарах, стал звонок российского президента Владимира Путина, которому не понравилась позиция Гайдука по проекту создания газотранспортного консорциума. После отставки Виталий Анатольевич возглавил консорциум «Индустриальная группа», который управлял активами ИСД.

30 декабря 2005 года в интервью четырем украинским телеканалам Виктор Ющенко заявил, что подписал указ о назначении вице-премьером по ТЭК Виталия Гайдука. «Мы ставим перед ним задачу – взять под управление энергетический сектор, Минэнерго, угольную промышленность, политику энергосбережения и четкую задачу: выйти через четыре года на независимый энергетический баланс Украины» (пресс-служба президента, 30 декабря 2005 г.). Впрочем, этот указ так и не был опубликован. По одной из версий, против Гайдука выступили тогдашний министр топлива и энергетики Иван Плачков и глава «Нафтогаза Украины» Алексей Ивченко. Сам Виталий Гайдук говорит, что отказался от должности вице-премьера после заключения газовых соглашений между Украиной и Россией. «Я не вижу возможности при данных обстоятельствах работать на той должности, которую мы обсуждали. Этот вопрос для меня снят. Думаю, он уже не стоит в повестке дня ни у премьер-министра, ни у президента»,– заявил он (Украинская служба ВВС, 16 января 2006 г.).

Кстати, Днепровский меткомбинат имени Дзержинского, контролируемый ИСД, подал судебный иск с целью признать недействительным договор, заключенный между компаниями «Нафтогаз Украина», «Газпромом» и RosUkrEnergo.

В 2006 году в «Топ-100» самых влиятельных людей Украины, которых ежегодно определяет журнал «Корреспондент», Виталий Гайдук занял 11-ю позицию.

10 октября 2006 года Гайдук назначен секретарем Совета национальной безопасности и обороны Украины.

12 мая 2007 года оставил эту должность. Среди причин называли нежелание Гайдука принимать радикальные меры в отношении Конституционного суда и некоторых членов Кабинета министров, на чем настаивал президент Ющенко.

В 2007 году в «Топ-100» самых влиятельных людей Украины журнала «Корреспондент» Виталий Гайдук занял 24-ю позицию.

В 2007 году в рейтинге журнала «Фокус» «200 самых влиятельных украинцев» Виталий Анатольевич занял 15-е место.

В январе 2008 года Кабинет министров предложил назначить Виталия Гайдука вице-премьер-министром. Впрочем, этот кадровый вопрос так и не был рассмотрен парламентом.

В феврале 2008 года Виталий Анатольевич назначен руководителем группы советников премьер-министра Юлии Тимошенко.

В 2008 году в «ТОП-100» самых влиятельных украинцев, которых определил журнал «Корреспондент», Гайдук занял 14-е место.

В последние полгода Виталия Анатольевича называют среди претендентов на кресло вице-премьер-министра по вопросам ТЭК.