Віталій Мандзюк є вихованцем сімферопольського училища олімпійського резерву (УОР). Починав професійну кар'єру в київському «Динамо» У складі киян провів 22 матчі. В основному грав за фарм-клуби – «Динамо-3» і «Динамо-2», за які в сумі провів 62 гри і забив 3 голи. Першу половину сезону 2008/09 провів на правах оренди в київському «Арсеналі». З «Динамо» двічі ставав чемпіоном України (2006/07, 2008/09), володарем Кубка України (2006/07) та Суперкубка України (2007).
23 грудня 2009 було прийнято рішення про перехід Мандзюка в «Дніпро». Був капітаном команди. Всього у футболці дніпрян провів 95 матчів, в яких відзначився 2 забитими м’ячами. 16 жовтня 2017 року прямому ефірі телеканалу «Футбол 1» оголосив про завершення кар'єри через хронічну травму ноги.
У національній збірній дебютував 6 лютого 2008 року в товариському матчі проти збірної Кіпру. У підсумку за головну команду країни провів 24 матчі та відзначився 1 забитим м’ячем. 
З весни 2020 року відповідає за фізичну підготовку та реабілітацію футболістів у ковалівському «Колосі». 
Досягнення
Чемпіон України: 2006/07, 2008/09
Володар Кубка України: 2006/07
Володар Суперкубка України: 2007