주로 군사교육을 받은 뒤 부왕 움베르토 1세가 암살되자 1900년 갑자기 왕위에 올랐다. 유순한 입헌군주로서 자유주의 내각을 받아들이고 1911년 투르크와의 전쟁에 쉽게 동의했으며 1915년에는 제1차 세계대전에 참가했다. 전쟁으로 의회제도가 위기를 맞아 이를 이용해 무솔리니가 전면에 등장했을 때, 비토리오는 내각이 제안한 계엄령에 서명함으로써 파시스트의 권력장악을 막을 수도 있었으나 이를 막지 못했다.

그는 무솔리니 독재에 의해 곧 명목상의 왕 또는 그보다 못한 지위로 떨어졌다. 그러나 1943년 제2차 세계대전에서 이탈리아의 참패(연합군의 시칠리아 침입으로 매듭지어짐)가 계속되자, 그는 무솔리니를 체포하고 피에트로 바돌리오 원수를 총리에 앉혀 세계를 놀라게 했다. 그러나 이러한 조처는 이탈리아를 전쟁에서 구출하거나 왕을 어려운 처지에서 벗어나게 하지는 못했다. 그는 연합군의 로마 입성 다음날인 1944년 6월 5일 아들 움베르토 왕세자를 이탈리아 왕국 육군중장에 임명하고 스스로 모든 권력을 포기했으나 왕 칭호는 그대로 유지했다.

1946년 여론은 공화정과 군주정 중 하나를 선택할 국민투표를 요구했다. 비토리오는 왕조에 유리하도록 표를 유도하기 위해 1946년 5월 9일 퇴위했으나 투표는 공화파의 승리로 끝났고 그는 아들과 함께 망명했다.