Vital Brazil est né le 28 avril 1865 dans la ville de Campanha, dans l’État de Minas Gerais, au sud-est de l’Empire du Brésil. Il a obtenu son diplôme de l’école de médecine de Rio de Janeiro en 1891. Après avoir obtenu son diplôme, il a commencé à travailler dans la santé publique, d’abord comme inspecteur sanitaire à São Paulo (1892-1895), où il a acquis de l’expérience dans les maladies épidémiques prévalentes de l’époque (variole, fièvre typhoïde, fièvre jaune et choléra), puis comme praticien privé dans la ville de Botucatu, de 1895 à 1896.

Il a fondé l’Institut Butantan, un centre de recherche situé à São Paulo, qui a été le premier au monde à se consacrer exclusivement à la toxicologie de base et appliquée, la science des animaux venimeux.