С 1963 года — в органах госбезопасности СССР.
В 1967 году окончил Высшую школу КГБ. Во время учёбы выполнил норматив Мастера Спорта СССР по самбо.
Участник Афганской войны. В 1979—1980 годах находился в составе опергруппы специального назначения «Зенит», а в июле-октябре 1980 года — группы специального назначения «Каскад».
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 ноября 1980 года за «мужество и отвагу, проявленные при выполнении воинского долга» Виталий Белюженко был удостоен высокого звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» за номером 11450.
В 1986—1990 годах был старшим преподавателем на спецкафедре Высшей школы КГБ (ныне — Академия ФСБ).
В январе 1991 года в звании полковника был уволен в запас.
Живёт в Москве, работает председателем Совета Межрегионального Общественного Фонда социальной безопасности «Правопорядок-Щит».