Jeho otec byl vojenský letec působící i v Československu a matka učitelka. Rodina měla kozácký i židovský původ. Pradědeček zemřel za druhé světové války v ghettu a jeho babičku Tamaru Etinsonovou zachránil před nacisty její manžel a Vitalijův děda. Členové další části rodiny byli zabiti během stalinských represí a hladomoru.
Vitalijův otec Volodymyr, kvůli jehož práci se rodina dřív hodně stěhovala, se musel podílet i na odstraňování následků výbuchu Černobylu. Předčasně zemřel. Vitalij studoval tělesnou kulturu na Pedagogické univerzitě a veřejnou správu na Národní akademii.
Má i postgraduál v tělesné výchově a sportu, tématem jeho disertační práce bylo „Metody zjišťování kvalit boxerů v systému vícestupňového sportovního výběru“. Je také kandidátem věd ve sportu a tělesné výchově.
Bojové schopnosti uplatnil i v politice
Pracoval jako turistický průvodce po Kyjevě, od 14 let se zajímá o bojová umění. Je například šestinásobným mistrem světa v kickboxu, trojnásobným mistrem Ukrajiny v boxu a získal i další sportovní ocenění, je světovou hvězdou v těžké váze. Profesionálnímu boxu se věnuje také jeho bratr Wladimir. Se ženou a modelkou Natalií má Vitalij dva syny a dceru.
Během oranžové revoluce v roce 2004 on i jeho bratr otevřeně podporovali prezidentského kandidáta Viktora Juščenka. Své sportovní dovednosti uplatnil i v politice, například během obtěžování v městské radě nebo když se snažil zabránit tehdejšímu prezidentovi Viktorovi Janukovyči jít na tiskovou konferenci.
Mezi lety 2013-2014 byl Kličko jedním z lídrů Euromajdanu. V roce 2014 chtěl kandidovat na prezidenta Ukrajiny, nakonec ale podpořil Petra Porošenka a kandidoval na starostu Kyjeva, byl zvolen.
Četné korupční skandály pověst Vitalije Klička příliš nezasáhly. Projevil se jako dobrý krizový manažer, i když se nevyhnul problémům a neustále se objevoval na místech četných havárií a katastrof, které produkovala opotřebovaná infrastruktura Kyjeva. Kyjevané tak získali o Kličkovi dojem, že se mu nedaří, ale snaží se.
Kličko hrdinně brání Kyjev, nedávno zničil ruský pomník a řekl například: „Raději zemřeme, než abychom se vzdali.“