Виталий Андреевич Островерхов родился 19 июля 1923 года в Краснодаре. Окончил школу и фабрично-заводское училище, после чего работал на заводе «Красный пролетарий». Активно заниматься боксом начал в 1936 году и проходил подготовку в московском спортивном обществе «Спартак».
В 1940 году одержал победу на чемпионате Москвы среди юниоров, однако из-за начавшейся Великой Отечественной войны вскоре вынужден был прервать спортивную карьеру — в 1941 году добровольцем отправился на фронт. Командовал ротой ночной разведки, участвовал в Сталинградском сражении, где получил тяжёлое ранение. Награждён орденами Отечественной войны I и II степеней (1985, 1946), медалями «За победу над Германией в Великой Отечественной войне» (1947).
После войны, несмотря на потерю руки, занялся тренерской и спортивно-общественной деятельностью. В течение многих лет занимал должность старшего тренера центрального совета добровольного спортивного общества «Спартак», долгие годы возглавлял Федерацию бокса Москвы, являлся председателем всесоюзного Совета ветеранов бокса.
Как тренер Виталий Андреевич подготовил ряд титулованных спортсменов, добившихся успеха на международной арене. Так, его подопечным был заслуженный мастер спорта Алексей Киселёв, серебряный призёр двух летних Олимпийских игр, обладатель серебряной медали чемпионата Европы, двукратный чемпион СССР, позже так же ставший успешным тренером. Другой его воспитанник Юрий Громов — бронзовый призёр чемпионата Европы, двукратный чемпион СССР. Ученики Островерхова Анатолий Ершов и Эдуард Борисов так же становились чемпионами страны по боксу. Принимал участие в подготовке двукратного олимпийского чемпиона Бориса Лагутина. В разное время у него тренировались писатель Юлиан Семёнов, учёный-физик Юрий Осипьян, актёр и певец Владимир Высоцкий. За выдающиеся достижения на тренерском поприще в 1965 году Виталий Островерхов был удостоен почётного звания «Заслуженный тренер СССР».
В 1991 году учредил «Ассоциацию содействия реабилитации и физическому воспитанию детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей». Член Президиума ДСО «Спартак», первый директор люберецкой школы бокса «Спартак». Награждён почётным знаком «За заслуги в развитии физической культуры и спорта» (1990).
Федерация бокса России помнит Виталия Андреевича и ставит его жизнь в пример всем боксёрам современности.