Letitia Vitelaru föddes i Rumänien där hon senare studerade fiol och piano. Det åtföljdes av vokalstudier på Conservatorio Giuseppe Verdi i Milano.

2012 debuterade hon på Teatro alla Scala och sjöng Norina i Don Pasquale, dirigerad av Enrico Mazzola och regisserad av Jonathan Miller. Året efter uppträdde hon som Giulia i Rossinis La Scala di Seta dirigerad av Christoph Rousset och regisserad av Damiano Michieletto.

2017 sjöng hon sin första Lucia i Lucia de Lammermor, under ledning av Sergio Alapont. Senare föreställningar inkluderar bland annat roller som Valencienne i Vedova Allegra, Zerlina i Don Giovanni och Violetta i La Traviata. Hon sjöng också rollen som Giulietta i Verdis Un giorno di regno under ledning av Stefano Ranzani och regisserad av Pier Luigi Pizzi.

Under säsongen 2018/2019 uppträdde hon i rollen som Susana i Le nozze di Figaro i Mexico City och Lucia di Lammermoor på Dorset Opera Festival i England.

Under säsongen 2019/2020 sjunger hon bland annat rollen som Imogene i Il Pirata och Musetta i Puccinis La Boheme.