Родился 18 марта 1986 г. в г. Днепропетровске Украинской ССР (ныне Днепр, Украина).
В 2008 г. окончил социологический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Учился в Сингапурском институте маркетинга ("бизнес-менеджмент"). Прошел переподготовку в Российской академии народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ по специальности "государственное регулирование экономики". Выпускник четвертого потока "школы губернаторов". Программа подготовки кадрового управленческого резерва государственной службы была запущена в июне 2017 г. на базе Высшей школы государственного управления и подготовлена на основе программ Корпоративного университета Сбербанка, Московской школы управления "Сколково", РАНХиГС и Высшей школы экономики.
Кандидат социологических наук. В 2017 г. в Южном федеральном университете (Ростов-на-Дону) защитил диссертацию по теме "Корпоративизм субъектов административного управления в российском обществе".
Во второй половине 2000-х гг. работал помощником члена Общественной палаты РФ.
С 2008 г. возглавлял отдел анализа и прогнозирования окружной телерадиокомпании "Ямал-регион" (г. Салехард, Ямало-Ненецкий автономный округ).
В марте 2010 г. перешел на работу в правительство Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Был директором департамента по науке и инновациям, затем помощником первого заместителя губернатора ЯНАО по промышленности, топливно-энергетическому и природно-ресурсному комплексам Владимира Владимирова (с 2013 г. - губернатор Ставропольского края).
В 2013-2019 гг. - министр энергетики, промышленности и связи Ставропольского края.
Финалист конкурса "Лидеры России" 2018-2019 гг.
С сентября 2019 г. занимал пост директора департамента региональной промышленной политики и проектного управления Министерства промышленности и торговли РФ. Курировал взаимодействие с регионами.
С 8 июня 2022 г. по 29 марта 2023 г. - председатель правительства Донецкой Народной Республики.
29 марта 2023 г. указом президента РФ Виталий Хоценко был назначен врио губернатора Омской области. Сменил в должности Александра Буркова.
10 сентября 2023 г. избран губернатором Омской области (баллотировался от партии "Единая Россия"). За него проголосовали 76,33% . Второе место занял депутат Госдумы РФ, первый секретарь Омского обкома КПРФ Андрей Алехин от КПРФ (10,8%). 22 сентября того же года Виталий Хоценко вступил в должность.
Член партии "Единая Россия" (с марта 2023 г.). Секретарь омского регионального отделения партии (с ноября 2023 г.).
Действительный государственный советник РФ III класса (2021).
Награжден орденом Почета (2023), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (2022).
Владеет английским языком.