1992 року закінчив Ачинське військове авіаційне технічне училище (м. Ачинськ, РФ) за спеціальністю «старший технік літаків». Мешкав за місцем служби — у Чорткові, Коломиї, останні роки мешкав з сім'єю в Івано-Франківську. 20 років віддав військовій службі, служив на посадах офіцерського складу, 2010 року вийшов на пенсію. Захоплювався полюванням, рибальством, подорожами, ковальством. В рідному Острівці є велика кована брама, зроблена його руками. 

У зв'язку з російською збройною агресією проти України 5 вересня 2014 року призваний за мобілізацією Івано-Франківським МВК як доброволець. Хоча Віталій переніс складну операцію на спинному мозку, але не зміг лишатися осторонь. З 2014 року брав участь в антитерористичній операції на Сході України у складі 24-ї Залізної бригади. Пройшов бої в районі Зеленопілля, Лутугиного, звільняв Лисичанськ, обороняв Попасну. З 2016 року — на військовій службі за контрактом. Ніколи не відсиджувався в штабі, у «гарячих точках» війни завжди був разом зі своїми солдатами.

Капітан, помічник начальника штабу — начальник розвідки механізованого батальйону 24-ї окремої механізованої Залізної бригади імені князя Данила Галицького, в/ч А0998, м. Яворів.

Загинув 14 січня 2017 року близько 15:30 неподалік села Новоолександрівки Попаснянського району Луганської області під час виконання бойового завдання. Військовий автомобіль був обстріляний терористами з ПТРК. Внаслідок прямого влучення протитанкової керованої ракети капітан Сенюк від множинних осколкових поранень загинув на місці, ще один офіцер (молодший лейтенант) дістав тяжке поранення.

19 січня з Віталієм Сенюком прощались в Івано-Франківську. Похований на Алеї Слави міського кладовища у с. Черніїв.