Мирослав Ладислав Витоуш родился в Праге, Чехословакия[6]. Его первыми инструментами были скрипка и фортепиано. В 14 лет переключился на контрабас[7]. Одним из первых составов, в котором он играл вместе с братом Аланом и Яном Хаммером, было трио Junior Trio. Учился в Пражской консерватории у Франтишека Пошты[8]. В 1966 году выиграл музыкальный конкурс в Вене, в результате чего получил стипендию на обучение в Музыкальном колледже Беркли в Бостоне. После года занятий Витоуш отправился в Чикаго, получив приглашение от Боба Брукмайера и Кларк Терри стать участником их ансамбля[7].
В 1967 году Витоуш переехал в Нью-Йорк, приняв предложение Майлза Дэвиса выступать с ансамблем трубача в нью-йоркском клубе Village Gate, где познакомился Уэйном Шортером и Херби Хэнкоком. В 1968 году играл на альбоме Херби Мэнна «Windows Opened» и на пластинке Роя Айерса «Stoned Soul Picnic». В том же году вместе с барабанщиком Роем Хэйнсом стал участником трио Чика Кории, выпустившим альбом «Now He Sings, Now He Sobs», и сыграл на дебютной пластинке Джека ДеДжонетта «The DeJohnette Complex». В 1969 году Витоуш выпустил свой дебютный альбом «Infinite Search», в записи которого участвовали Херби Хэнкок, Джо Хендерсон, Джон Маклафлин, Джек ДеДжонетт и Джо Чемберс[9]. Продюсировал пластинку Херби Мэнн. Кроме того, в конце 1960-х басист играл на альбомах Уэйна Шортера, Стива Маркуса, Ларри Корьелла, вновь Херби Мэнна и Роя Айерса.
В 1970 году Витоуш, Уэйн Шортер и Джо Завинул и основали группу Weather Report. Существуют две версии того, как появился ансамбль. По словам Завинула, всё началось с того, что они с Шортером пригласили Витоуша. По словам самого Витоуша, именно они с Шортером основали Weather Report, а позже саксофонист привлёк Завинула[10]. Басист играл в Weather Report в течение трёх лет, приняв участие в записи четырёх студийных и одного концертного альбома[11]. В 1973 у него возникли серьёзные творческие разногласия с Завинулом, который упрекал его в неспособности играть фанк и в недостаточном количестве написанных авторских пьес, и во время работы над пластинкой «Mysterious Traveller» он покинул группу (его сменил Альфонсо Джонсон)[12].
После ухода из Weather Report Витоуш вернулся к сольной карьере, выпустив до конца десятилетия пять альбомов, поучаствовав в работе над пластинками Флоры Пурим, Джона Хасселла, Альфонсо Моузона, Садао Ватанабэ и Ленни Уайта. Кроме того, в 1978 году он впервые записывался на немецком лейбле ECM Records в составе трио гитариста Терье Рипдала. Годом позже началось его многолетнее сотрудничество с этим лейблом уже в качестве лидера[13]. В 1980 году там вышла его пластинка «First Meeting». За ней последовал диски «Miroslav Vitous Group» и «Journey’s End»[14]. В 1981 году Витоуш выступил на джазовом фестивале в Вудстоке, приуроченном к десятилетию учебного центра Creative Music Studio.
В 1982 и 1984 годах ECM выпустил два альбома воссоединившегося после более чем десятилетнего перерыва трио Кория-Витоуш-Хейнс: «Trio Music» и «Trio Music Live in Europe». В 1982 году Витоуш начал преподавать в Консерватории Новой Англии в Бостоне, а спустя два года возглавил джазовую кафедру этого учебного заведения. В середине 1990-х вернувшийся в Европу Витоуш приостановил концертную деятельность, чтобы сосредоточиться на создании библиотеки оркестровых сэмплов. В 2001 году он принял участие в серии концертов «Rendezvous in New York», приуроченных к 60-летию Чика Кории. Одноимённый альбом вышел на лейбле пианиста Stretch Records и принёс Кории премию Грэмми в номинации «Лучшее импровизированное джазовое соло» за композицию «Matrix»[15]. Результаты своей работы с семплами Витоуш показал на вышедшем осенью 2003 диске «Universal Syncopations», в записи которого участвовали Ян Гарбарек, Чик Кория, Джек ДеДжонетт, Джон Маклафлин, Валерий Пономарёв, Айзек Смит и Уэйн Бержерон. Спустя четыре года он выпустил продолжение — созданную уже другим составом пластинку «Universal Syncopations II»[16][17][18]. Позже басист издал два альбома, посвящённых Weather Report, начал тесно сотрудничать с польским саксофонистом Адамом Пирончиком, записывался с Андерсом Коппелем и другими музыкантами.