Vitaly Mikhaylovich Zholobov (en ruso: Виталий Михайлович Жолобов ; nacido el 18 de junio de 1937) es un cosmonauta soviético retirado que voló en el vuelo espacial Soyuz 21 como ingeniero de vuelo.
Zholobov se unió al programa espacial procedente de la Fuerza Aérea Soviética, donde ocupó el rango de coronel-ingeniero.
Su único viaje al espacio implicó una estadía de dos meses en la estación espacial Salyut 5 ( misión Soyuz 21 ). El vuelo estaba programado para durar 60 días, pero sólo duró 49. El motivo de la cancelación fue la detección de un olor nocivo a bordo. Vitaly Zholobov informó al Centro de Control de la Misión que el olor era similar al de un propulsor que se sabía que era tóxico. El Centro de Control decidió abortar la misión para evitar exponer a la tripulación a mayores riesgos y porque los programas de investigación y tecnología ya estaban terminados con éxito. Estuvo en órbita desde el 6 de junio de 1976 hasta el 24 de agosto de 1976. [1]
Aunque nunca volvió a volar, Zholobov permaneció en el programa espacial hasta 1981, cuando renunció para convertirse en director de un grupo de investigación en ciencias geológicas .