
Secondo il Liber Pontificalis, papa Vitaliano era di Segni e suo padre si chiamava Anastasio; non si sa nulla della sua vita prima che diventasse papa. Si adoperò per rapporti più amichevoli con Costantinopoli e nel 663 ricevette a Roma l'imperatore Costante II, sebbene l'imperatore spogliasse la città di gran parte del suo bronzo.
È ricordato soprattutto in Inghilterra: dopo il Sinodo di Whitby scelse e consacrò il monaco greco Teodoro di Tarso arcivescovo di Canterbury nel 668 e lo inviò con l'abate Adriano, e Teodoro fu accettato come capo di tutta la Chiesa inglese. Difese inoltre l'autorità di Roma quando l'arcivescovo di Ravenna tentò di rendere indipendente la sua sede.
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