Миколенко попал в академию Динамо в 13 лет, а уже в 18-ть стал игроком основной команды "бело-синих". Карьера Виталия развивалась стремительно – в том же году он дебютировал за сборную Украины в матче против Португалии. Миколенко получил признание от Роналду, который заявил, что именно Виталий действовал жестче всех.
В январе 2022-го Миколенко стал игроком Эвертона – Динамо получило за защитника 23 млн евро. Начало карьеры в АПЛ выдалось непростым для украинца, но со временем он стал своим в составе "ирисок". Так, Миколенко останавливал таких суперзвезд как Сака и Салах.