Nasce a Milano il 20 novembre 1902 da una famiglia di origine piemontese.
Diplomato al Liceo Berchet di Milano, dal 1920 frequenta l’Università di Pavia dove si laurea in Chimica nel 1924.
Contemporaneamente segue le Scuole Serali per gli Artefici alla Regia Accademia di Belle Arti di Milano negli anni 1920, 1921 e 1922 sotto la guida di Beltrame, Lentini e Palanti.
Nel 1925, mentre presta il servizio militare a Roma, frequenta i corsi tenuti dal pittore novecentista Domenico Cucchiari all’Accademia di Scuola Libera e nel 1927 si trasferisce a Firenze per completare la sua formazione pittorica con Felice Carena all’Accademia di Belle Arti.
Al rientro a Milano apre il suo primo studio in Via Bronzetti, intervallando la sua attività italiana con frequenti soggiorni a Parigi. Questo studio é anche un salotto frequentato da intellettuali e pittori, tra i quali: Renzo Bongiovanni Radice, Leonardo Borgese, Piero Gadda Conti, Antonello Gerbi, Mauro Reggiani, Ernesto Rogers, Mario Sironi e Fiorenzo Tomea.
Giovanissimo si impone all’attenzione della critica e del pubblico e già nel 1924 é presente alla Biennale di Venezia.
Dopo il successo della prima personale alla "Fiera Letteraria" a Milano nel 1929, sue opere vengono esposte alle Biennali del 1930, del 1936, del 1938 e del 1950.
Come pittore, disegnatore e acquafortista partecipa alle Sindacali Lombarde dal 1929 al 1939 e alle Quadriennali di Roma dal 1935 al 1948. Nel 1939 espone al Salon des Indépendants e al Salon des Tuileries di Parigi. E’ presente a Berlino e in numerose mostre italiane e internazionali.
Nel 1936 incontra Irma Schulz, giovane soprano finlandese, che diventerà la sua compagna per 60 anni.
Per via delle leggi razziali, nel 1939 si trasferisce a Parigi dove frequenta la scuola di A.Lhote. All’invasione delle truppe tedesche si rifugia a Berna per tutto il 1940, rientrando periodicamente in Italia. Nell’aprile del 1944 è costretto a trovare asilo, con la moglie Irma, nei campi profughi in Svizzera. Ritorna definitivamente in Italia nell’agosto del 1945 e riapre lo studio in via Carnaghi, nel quale si era trasferito nel 1936.
Nel vivace panorama artistico che caratterizza il dopo-guerra Carlo Vitale inizia a svolgere una intensa attività espositiva presso numerose gallerie private in Italia (Barbaroux, Cairola, Gavioli, Gussoni, Ranzini, Sagittario, Salvetti) e all’estero (in particolare Argentina e Brasile).
E’ presente nelle mostre collettive organizzate, fra le altre, dalla Famiglia Artistica Milanese, dalla Società Artistica e Patriottica e dalla Permanente. Partecipa alla maggior parte delle esposizioni istituzionali, soprattutto quelle dedicate alla grafica; inoltre, incide e disegna su commissione di grandi complessi industriali e commerciali.
Parigi rappresenta sempre un punto di riferimento per Carlo Vitale: in questa città trascorre regolarmente lunghi periodi ogni anno fino al 1972.
Negli anni ‘60 e ‘70 l’attività espositiva è molto intensa. Collabora con diverse gallerie: Pirra (Torino), Galeasso (Asti), Ponte Rosso (Milano), L’Antenna (Dalmine), Carini (Milano) ed organizza mostre ad Helsinki ed a Rochester (USA).
Contemporaneamente a quell’artistica, Carlo Vitale ha svolto, fin dagli anni ‘30, l’attività d’insegnamento, ripresa poi nel dopoguerra e terminata all’Accademia di Brera nel 1975.
Dal 1980 soggiorna per lunghi periodi a Camogli, località che ha ispirato tanti suoi quadri. Vi si trasferisce definitivamente nel 1985 e lì muore l’8 marzo 1996.
Innumerevoli sono stati i premi ricevuti dall’artista e le pubblicazioni a lui dedicate.
In sede critica si sono occupati di Carlo Vitale, tra gli altri: Carlo Carrà, Orio Vergani, Lorenzo Camusso, Dino Villani, Ugo Nebbia, Felice Carena, Adalberto Rossi, Leonardo Borgese, Sergio Solmi, Nori Andreini Galli, Luigi Colombo, Raffaele De Grada, Nicoletta Colombo, Antonello Negri, Luciana Baldrighi, Laura Bonazzoli, Tiziana Cordani, Elena Gavazzi, Stefano Fugazza, Marina De Stasio, Matteo Fochessati, Maurizio Guerrini, Renzo Basora, A.Scaglia, C.Cuzzoni e D.Ferrari, Susanna Zatti, Giuliana Godio, Franco Sborgi, Adalberto e Arianna Sartori, Fiorenzo Degasperi.
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