Виталий Иосифович Гольданский родился 18 июня 1923 года в Витебске. Когда мальчику было пять лет, его семья перебралась в Ленинград. Там Виталий окончил школу и стал студентом химического факультета Ленинградского университета.
Учеба прервалась с началом Великой Отечественной войны. Виталий стал членом студенческого стройбатальона, был ранен, пережил блокадную зиму. После эвакуации в Казань он продолжил учебу, а закончил ее в Москве в 1944 году.
Затем он поступил в аспирантуру Института химической физики, и в 1947 году состоялась защита его кандидатской диссертации. В 1954 году Гольданский защитил докторскую диссертацию. С 1961 года он работал в Институте химической физики АН СССР, в 1988-1994 годах был его директором.
Научная деятельность Гольданского проходит в области химической физики, химии высоких энергий, ядерной химии и физики, а также физики элементарных частиц.
Основываясь на своих теоретических разработках, Гольданский предсказал существование ряда нестабильных изотопов и рассчитал их характеристики. В 1960-х годах он предсказал также ряд ядерных явлений: новый вид ядерного распада с испусканием нейтронов и протонов, эффект Джозефсона и другие. Эти явления были экспериментально подтверждены в 1970-1980-х годах.
Скончался учёный 14 января 2001 года.