Corridore completo e ammirato per il suo carattere mite, Vittorio si è distinto nelle corse a tappe degli anni Sessanta, conquistando un Giro d'Italia e vestendo la maglia iridata nel Mondiale di Imola. Il suo valore è accresciuto dalla caratura degli avversari con cui ha dovuto confrontarsi, sia in Italia (Felice Gimondi) che all'estero (Eddy Merckx).
Accostatosi all'attività ciclistica come cicloturista amatoriale nel 1955, Vittorio Adorni, dopo alcuni successi, passa al dilettantismo. Tra i "puri" si laurea Campione italiano di inseguimento su pista nel 1985 e colleziona una trentina di vittorie. Per le Olimpiadi di Roma è convocato come riserva nel quartetto di inseguimento su pista. L'anno successivo c'è il grande salto nel mondo del professionismo.
L'avvicinamento di Vittorio alla massima corsa a tappe italiana è graduale: dopo tre anni di studio, successi parziali nelle varie frazioni e un terzo posto nel 1963, il corridore parmense giunge al successo in classifica generale nel 1965. Veste la maglia rosa nella parte iniziale del Giro, la perde a Cadenzano per poi riconquistarla a Medesimo, dove giunge al traguardo con oltre tre minuti sullo scalatore abruzzese Vito Taccone.
Campione gentile ed educato, Adorni conquista la stima del pubblico anche nelle apparizioni televisive del dopo tappa, dove sfodera una grande serenità e una proprietà di linguaggio non comune tra gli sportivi dell'epoca.
Forte del successo ottenuto, il vincitore della corsa rosa parte per il Tour con propositi bellicosi ma, a causa di un'indisposizione sul Tourmalet, deve ritirarsi e lasciare spazio al suo giovane compagno Felice Gimondi, trionfatore di quell'edizione.
Difficilmente battibile nelle brevi corse a tappe, Adorni si impone in competizioni di primo piano come il Giro di Romandia (1965, 1967) e il Giro di Svizzera (1969). Sale poi nuovamente sul podio del Giro d'Italia nel 1968, alle spalle del belga Eddy Merckx.
Al Campionato del Mondo del 1968, svoltosi in Italia, a Imola, uno dei grandi favoriti è proprio Merckx. Vittorio Adorni sorprende però tutti sin dalle prime battute della corsa infilandosi in una fuga di cui fa parte anche il velocissimo belga Rik Van Looy. L'italiano si lancia, a 90 km dall'arrivo, in un attacco solitario, memorabile per potenza e lucidità: senza alcun cedimento conquista la maglia iridata con dieci minuti di vantaggio sugli inseguitori, regolati da altri tre italiani.
L'anno successivo Adorni ottiene un'altra affermazione di spicco al Campionato italiano, prima di porre fine alla sua carriera nel 1970 con un palmares che conta ben 89 vittorie.
Lasciata l'attività agonistica, Vittorio Adorni sale in ammiraglia come direttore sportivo, guidando campioni mondiali come Marino Basso e Felice Gimondi. Curatore di varie sponsorizzazioni in ambito sportivo, per diversi anni ha ricoperto ruoli nelle Pubbliche Relazioni della Campagnolo e della Federazione Ciclistica Italiana. Adorni collabora anche con diverse testate sportive, tra cui la Rai, e gestisce un ufficio di assicurazioni. È il presidente della Panathlon International nonché membro della Commissione Culturale del C.I.O.