С 1998 по 2003 учился в Одесском национальном университете им. И.Мечникова, факультет «Международные экономические отношения».
В период с 2006 по 2007 году работал в Одесской областной государственной администрации и Одесском горсовете. В этот же период руководил в Одесском облсовете фракцией Блока Юлии Тимошенко.
В марте 2006 года Барвиненко от БЮТ (в списке №154) был кандидатом в народные депутаты Украины.
Народным избранником становится только в 2007 году, в Верховную Раду Украины прошел по списку Блока Юлии Тимошенко. Во время выборов возглавил одесскую областную организацию ВО Батькивщина.
Однако 3 марта 2010 года Виталий Барвиненко проголосовал за отставку правительства Юлии Тимошенко и всего правительства.
В 2012 году Барвиненко опять становится народным депутатом, но на этот раз в парламент прошел по списку другой политической силы - Партии регионов.
16 января 2014 года голосовал за "диктаторские законы" - пакет антидемократических законов, которые существенно ограничивали права граждан и свободу слова.
4 марта 2014 года Барвиненко вышел из фракции Партии регионов.
Последний скандал с Барвиненко был связан со СМИ. Так журналисты, работающие в некоторых изданиях Белгород-Днестровска, заявили что им открыто угрожают, причем угрожают от имени народного депутата Барвиненко. С подобным заявлением также выступил шеф редактор газеты "Аргументы. Факты. Комментарии" и главный редактор Интернет-издания "«Бессарабия infоrm" Ирина Золотарева. По этому поводу она созвала пресс-конференцию, на которой сделала заявление что в ее адрес постоянно раздаются телефонные звонки с угрозами и что она переживает за свою жизнь и за жизнь своих близких. Также был сожжен ее автомобиль неизвестными, по ее утверждению за этим стоит Барвиненко.
20.11.2014