החכם יחיאל חיים ויטרבו, ובשמו האיטלקי ויטאלה ויטה ויטרבו נולד לאביו חכם מרדכי רפאל שמשון צמח ויטרבו, ובשמו האיטלקי אנג'לו סנסונה, ולאימו שמחה בשנת תקכ"ו (1766) בעיר אנקונה במדינת האפיפיור.
גדל בתורה וביראה בעירו אנקונה, בצל גזרות האפיפיור על יהודי העיר, שהצר צעדיהם, וחייבם לשלם מיסים כבדים.
בשנת (1780) בגיל 14, נפטרה אימו, מרת שמחה, בתו של חכם שלמה משה ויטרבו, תלמידו של חכם שמשון מורפורגו וחותנו של חכם יוסף פיאמיטא, אב בית דין של אנקונה. בשנת תקמ"ח (1788), בגיל 22, נשא לאישה את מרת רחל בת אפרים פראטו, ונולדו להם בנים ובנות.
בשנת תקנ"ג (1793) האפיפיור פיוס השישי חידש את הגזירה על היהודים לשאת סימן צהוב על מגבעתם. בשנת תקנ"ז (1797), נכנע האפיפיור פיוס השישי לצבאות נפוליאון בונפרטה, שביטל את המסים המיוחדים על יהודים, את החובה לגור בגטו, ואת הגזרה לשאת סימן צהוב. לבסוף אותו אפיפיור נלקח כאסיר לצרפת, ומת שם במאסרו.
שלטון האפיפיור חזר לאנקונה בחסות האוסטרים והרוסים, ועמו הגזרות על יהודי העיר אך לבסוף בשנת תק"ץ (1830) כחלק מהמרד של ג'וזפה מציני לאיחוד איטליה נהרסו חומות הגיטו לגמרי.
חכם יחיאל חיים ויטרבו זכה להרביץ תורה לרבים, ולדרוש בבתי כנסיות בעירו. הוא שימש דיין יחד עם חכם דוד אברהם ביבאנטי וחכם יהודה שמואל אשכנזי. בשנת תק"ץ (1830) יצא לאור בליוורנו ספרו 'יחיו דגן' - דרושים. בשנת תקצ"ט (1839) יצא לאור בליוורנו ספרו השני 'ויחי עוד' - דרושים.
חכם יחיאל חיים ויטרבו נפטר ביום ח' ניסן, בשבת הגדול, בשנת תר"ב (1842).
ספרו השלישי 'ויחי ויתן' - דרושים יצא לאור לאחר מותו בידי בנו חכם שלמיאל (פצ'יפיקו) בשנת תר"ג (1843). חיבורים נוספים: שאלות ותשובות, שירים והספדים, עדיין עומדים בכתב ידו, וכן מכתבים שנשלחו אליו מהראשון לציון חכם יונה משה נבון מירושלים.