С марта 1966 по октябрь 1970 года — резидент в Вене. По возвращении в Москву — начальник Краснознаменного института ПГУ.
В 1973 году командирован в Варшаву руководителем представительства КГБ СССР при МВД Польской Народной Республики, где пробыл 11 лет.
С 1984 года был советником при начальнике ПГУ, а в 1987 году ушел в отставку, прослужив в разведке без малого 50 лет.
В 1996 году издал книгу «Операция „Снег“», посвященную своей жизни и работе. В последующие годы вышли четыре другие его книги: «Руководители Польши глазами разведчика», «Сезам, откройся!», «Трагедия советской разведки» и «Женское лицо разведки».
Награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, Красного Знамени, Красной Звезды.
Я хорошо знал Виталия Павлова. Он пришел к нам, в 4-е (нелегальное) управление Комитета информации при Совмине СССР, в 1947 году на должность старшего помощника начальника 1-го (американского) отдела зрелым, с десятилетним стажем, оперативным работником, успевшим побывать в заграничной командировке, да еще на ответственной должности — резидентом в Оттаве. Служба его тут была трудна: резидентура создавалась впервые, и резиденту пришлось начинать с нуля. Но В. Павлов, работая энергично и целеустремленно, успешно решил все проблемы. Командировка подходила к концу, все складывалось удачно. Однако судьба сыграла с умным, волевым и смелым разведчиком злую шутку. В октябре 1945 года на Запад перебежал с двумя чемоданами, битком набитыми шифрперепиской с московским Центром, шифровальщик оттавской резидентуры Главного разведывательного управления Генштаба Игорь Гузенко. Он выдал агентов советской военной разведки, работавших по атомной программе, — Алана Нун Мэя и еще девять человек. В. Павлову, как старшему должностному лицу, ответственному за контрразведывательное обслуживание советской колонии, пришлось держать ответ за случившийся серьезный провал. Его отозвали в Москву, дали строгий выговор и отправили в «тихую заводь» — информационный отдел, далекий от сложных и опасных оперативных акций.
Два года активный агентурист тянул бюрократическую лямку, обрабатывая горы залежавшихся несрочных материалов за военные годы, пока руководители внешней разведки вновь не обратили на него внимание. В. Павлова назначили, как уже говорилось выше, старшим помощником начальника американского отдела 4-го управления. Он с жаром взялся за новое дело и вскоре добился положительных результатов. Безграничная преданность работе, стремление как можно быстрее и качественнее решать поставленные задачи заслуженно вывели его в руководители внешней разведки. Он стал начальником отдела, затем заместителем начальника нелегального управления, его начальником, а в 1961 году — заместителем разведывательного главка КГБ. Это был пик его служебной карьеры.