Виталий Бахметьев родился 12 августа 1961 года в городе Магнитогорск Челябинской области. Его отец - Виктор Михайлович, работал машинистом крана на Магнитогорском металлургическом комбинате. С 1978 года Виталий работал электрослесарем в Тресте Магнитострой.

В 1984 году окончил Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова, по специальности «Литейное производство черных и цветных сплавов». В 1984 году пришел на Магнитогорский металлургический комбинат. Работал формовщиком в фасонно-литейном цехе, мастером, старшим мастером. В 1992 году занял должность начальника сталефасоннолитейного цеха комбината.

В 1995-1998 годах - заместитель директора АОЗТ «Ремонтно-механический завод «Марс», дочернее предприятие Треста Магнитострой. С 1998 года занимал должность заместителя коммерческого директора, начальника управления материально-технического снабжения ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». В 2001 году Виталий Викторович стал генеральным директором ЗАО «Торговый дом «Северный Кузбасс» в Кемеровской области.

В 2002 году был назначен директором ЗАО «Механоремонтный комплекс» Челябинской области. В 2006 году, 8 октября, был избран депутатом Магнитогорского городского собрания депутатов третьего созыва по одномандатному избирательному округу № 26, баллотировался в порядке самовыдвижения. Входил в комиссию по бюджету и налоговой политике.

В 2008 году занял должность коммерческого директора по материально-техническим ресурсам ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». В 2009 году работал заместителем коммерческого директора ОАО «ММК». Был членом совета директоров АО «Кузбассуголь» и ОАО «ММК». Входил в попечительский совет благотворительного общественного фонда «Металлург».

В 2009 году работал заместителем коммерческого директора ОАО «ММК». В 2009-2010 годах - главный управляющий директор, в 2010-2011 годах - генеральный директор ОАО «Белон» В 2011 году был назначен заместителем генерального директора ОАО «ММК» по коммерции. Награжден медалью ордена «За заслуги перед отечеством» II степени. Имеет орден «Почетный знак Петра Великого», знаки «Шахтерская слава» II и III степеней.

В 2012 году Виталий Викторович Бахметьев входил в число доверенных лиц Владимира Путина на выборах президента РФ. В 2014 году, 25 декабря, назначен на должность временно исполняющего обязанности главы Магнитогорска, сменил на этом посту Евгения Тефлеева.

В 2015 году окончил Российскую академию народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации. В октябре 2015 года депутаты Магнитогорского городского собрания большинством голосов избрали Виталия Бахметьева главой города. В 2016 году, 27 сентября, прекратил полномочия в связи с избранием в Госдуму.

На выборах 18 сентября 2016 года Бахметьев Виталий Викторович был избран депутатом Государственной Думы VII созыва от избирательного округа 0192, Магнитогорский - Челябинская область. Член фракции «Единая Россия». Член комитета ГД по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству. Дата начала полномочий - 18 сентября 2016 года.