Одномандатный избирательный округ №141 (Одесская область. Центр – город Татарбунары). Выдвигается самостоятельно, 33 года, беспартийный.
В 2012 году прошел в Верховную Раду по тому же округу №141, как кандидат от Партии регионов.
В парламенте – член комитета по вопросам строительства, градостроительства и жилищно-коммунального хозяйства и региональной политики.
С мая 2014 года – член временной следственной комиссии по вопросам расследования фактов гибели граждан в городах Одессе, Мариуполе, а также в других городах Донецкой и Луганской областей Украины.
В 2007 году Виталий Барвиненко уже избирался в Верховную Раду по списку Блока Юлии Тимошенко (№154 в списке БЮТ). Был главой Одесской областной организации ВО "Батьківщина".
В 2010 году Виталий Барвиненко подал жалобу в Высший административный суд Украины об отмене результатов президентских выборов (и признания победителем Виктора Януковича). Юлия Тимошенко назвала такое поведение соратника провокацией, поскольку подавать жалобу должна была она.
Барвиненко покинул БЮТ и в феврале 2011 года и вошел во фракцию Партии регионов. В феврале 2014 ушел из фракции ПР и вступил в группу "Экономическое развитие".
За время работы народным депутатом Виталий Барвиненко ни разу не выступил в парламенте, ни с трибуны, ни с места.
Издание "Бессарабия INFORM" называет Виталия Барвиненко "прирожденным кнопкодавом" и представляет серию фото (с разных сессий ВР), где нардеп голосует за себя и коллег.