Fondata probabilmente intorno al 1084, sotto il dogado di Vitale Falier, e dedicata infatti al suo santo patrono, la chiesa venne ricostruita una prima volta nel XII  e successivamente nel XV secolo, in forme gotiche. Tra il 1696 e il 1700 si compì la ricostruzione interna. Di gran pregio la pala dell’altare principale dipinta da Vittore Carpaccio "San Vitale a cavallo e quattro santi che adorano la Vergine col Putto" (1514). In occasione della festa del santo, Bonaventura Furlanetto compose e diresse vespri a tre voci nei quali suonò e fece dei strepitosi a solo il famoso contrabbassista Domenico Dragonetti (nel 1799 aveva suonato in duo con Ludwig van Beethoven). La chiesa ospita un organo Bazzani (1833) a una tastiera e 17 registri. Nella parrocchia abitarono Dario Castello (intorno al 1630) capo compagnia dei Musichi d'Instrumenti da fiato in Venetia. La tradizione racconta che nella chiesa di San Vidal fu sepolto il famoso musicista veneziano Baldassare Galuppi (morto il 17 gennaio 1785): tuttavia, non è stata ritrovata alcuna lapide commemorativa.