Родился 25 октября 1923 года в деревне Бикербей, ныне Селтинского района Удмуртии, в семье крестьянина. Окончил 9 классов средней школы № 25 и аэроклуб в городе Ижевск. С 1941 года в Красной Армии. В том же году окончил Краснодарскую военную авиационную школу пилотов.
С июня 1943 года Младший лейтенант В. В. Микрюков в действующей армии.
К февралю 1945 года заместитель командира эскадрильи 897-го истребительного авиационного полка (288-я истребительная авиационная дивизия, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) капитан В. В. Микрюков совершил 226 боевых вылетов. В 34 воздушных боях лично сбил 16 самолётов противника.
Погиб 12 апреля 1945 года в результате несчастного случая. Похоронен в Одессе. Надгробная плита с его именем установлена на аллее Славы.
29 июня 1945 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, удостоен звания Героя Советского Союза.
Награждён орденами: Ленина, Красного Знамени (трижды), Отечественной войны 1-й степени, Александра Невского, Красной Звезды; медалями.
«В этой школе учился Герой Советского Союза лётчик-истребитель Виталий Васильевич Микрюков, павший смертью храбрых в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.» Металическая доска с такой надписью находиться на фасаде средней школы № 25 по улице Карла Маркса города Ижевска.
Выпусник этой школы, курсант Ижевского аэроклуба Виталий Микрюков в июле 1943 года, после окончания военного авиационного училища, прибыл на Юго-Западный фронт в разгар наступательных боев. В составе истребительной дивизии, которой командовал герой боёв в Испании генерал-майор авиации Б. А. Смирнов, Виталий прошёл славный путь от берегов Днепра до столицы Австрии, сделав около 250 боевых вылетов.
Первые боевые вылеты он совершил в район боёв за Одессу. На одесском направлении Микрюков сбил 6 фашистским машин и был удостоен ордена Красного Знамени.
17 августа 1943 года четвёрка наших истребителей, которые шли на прикрытие наших наземных войск в районе Изюма, была встречена 16 вражескими Ме-109. По команде младшего лейтенанта Микрюкова звено атаковало противника. В считанные минуты были сбиты 3 вражеских самолёта, а остальные были рассеяны. Отважная четвёрка возвратилась на аэродром без потерь.
14 октября 1944 года мощный грохот советской артиллерии потряс окрестности Белграда. Более 300 орудий и миномётов обрушили свой огонь на передний край обороны врага и его опорные пункты на южной окраине города. Противник заранее подготовил Белград к круговой обороне, опоясав его 3-мя линиями сильных укреплений. Внешний оборонительный обвод проходил в 15-17 км от города, а внутренний пролёг непосредственно по улицам. Штурм города затруднялся крайне ограниченными возможностями маневра. Все 3 оборонительных обвода своими флангами упирались в реки Сава и Дунай.
Плечом к плечу с Советскими воинами сражались бойцы Народно-освободительной армии Югославии. В стремительном наступлении активно участвовала 17-я Воздушная армия, поддерживая ударами с воздуха продвижение танков и пехоты. Очень часто экипажи вылетали на выполнение боевых заданий при ограниченной видимости и даже в туман. Управление авиацией осуществлялось по радио пунктами управления, располагавшимися на крышах городских домов.
Чем ближе подходили советские войска и НОАЮ к Белграду, тем ожесточённее становилось сопротивление противника. Вражеская авиация усилила разведывательные полёты. Командование 17-й Воздушной армии поставило перед 236-й авиационной дивизией задачу не допускать возвращения вражеских самолётов-разведчиков на свои аэродромы.
Под натиском советских войск противник оставлял один за другим населённые пункты Югославии. Чтобы задержать наступление, фашисты выводили из строя железнодорожные пути на важнейших дорогах, используя для этого специальные путеразрушители.
В середине октября 1944 года четвёрке истребителей старшего лейтенанта В. Микрюкова была поставлена задача разыскать такой путеразрушитель и уничтожить его. В районе железнодорожной станции Паланка ведущий обнаружил паровоз с 6-ю прицеплёнными вагонами. Это и был путеразрушитель. По команде В. Микрюкова истребители перешли в пикирование и начали штурмовку цели и зенитных точек. Путеразрушитель был выведен из строя.
К февралю 1945 года заместитель командира эскадрильи 897-го Кишинёвского истребительного авиационного полка капитан В. В. Микрюков совершил 226 боевых вылетов. Из них: 20 — разведывательных, 99 — на сопровождение штурмовиков и бомбардировщиков, 21 — на свободную охоту и штурмовку, 86 — на прикрытие наземных войск, переправ и районов базирования. Им уничтожено: 49 автомашин, 2 паровоза, 1 железнодорожный путеразрушитель, 1 военный склад, до 50 солдат и офицеров противника, подавлено 4 зенитные установки. Участвуя в 34 воздушных боях, сбил лично 16 самолётов противника.
Согласно публикаций советских времён, 12 апреля 1945 года Капитан В. В. Микрюков в составе четвёрки «Яков» был атакован 15 немецкими самолётами. Наши лётчики сбили 2 вражеские машины, но и Микрюков был тяжело ранен. Он попытался дотянуть до аэродрома, но в 7 километрах от него был вынужден совершить вынужденную посадку. Его доставили в свой полк, где он и умер от ран в тот же день.
Однако, в настоящее время установлено следующее, 12 апреля 1945 года Капитан В. В. Микрюков погиб в результате несчастного случая — был убит выстрелом из пистолета военнослужащим другой части — капитаном Александром Бондарем — на аэродроме Традсдорф (Австрия).
К тому времени он совершил около 250 успешных боевых вылетов. Проведя более 40 воздушных боёв, лично сбил 22 самолёта противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 июня 1945 года за мужество, отвагу и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками, капитану Микрюкову Виталию Васильевичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза с награжденем орденом Ленина и медалью «Золотая Звезда».
В 1968 году на аэродроме Ижевского авиационного спортивного клуба торжественно открыли памятник-стелу, где золотыми буквами написано: «Здесь начал свой путь в небо Герой Советского Союза Виталий Микрюков».