Integrando a equipe técnica, começou no Gondomar, Arrifanense e Esmoriz. No Esmoriz foi assistente de José Guilherme.[3] Na temporada 2002–03, chegou para treinar a equipe de juniores C do Padroense.[1] Desempenhou as mesmas funções do Padroense no Porto na época seguinte 2003–04.[1]
Sanjoanense
A passagem para os seniores surgiu na temporada 2004–05, substituindo Luís Castro no comando da Sanjoanense já com a época na II Divisão B a decorrer, falhando o objetivo de promover o clube ao escalão superior, ao terminar na quinta posição. A Sanjoanense manteve-se na II Divisão B e Vítor Pereira também, mas em outro clube, o Sporting de Espinho (2005–06).[1]
Sporting de Espinho
A experiência no Sporting de Espinho começou bem, falhando por pouco a subida à Liga de Honra, ao terminar no segundo lugar do campeonato 2005–06,[1] quatro pontos atrás do Lousada. Vítor Pereira não chegou a concluir a temporada seguinte (2006–07) na liderança dos “tigres” (Sporting de Espinho), tendo sido substituído por Amândio Barreiras.
Porto
Em 2007, retornou ao Porto para treinar a equipe Sub-15.[1] Em 2008, foi contratado pelo Santa Clara, onde permaneceu durante as épocas de 2008–09 e 2009–10.[1] Em 2010, passou a desempenhar tarefas de treinador adjunto de André Villas-Boas no Porto até ao final da temporada 2010–11.[4]
Em 2011, com a transferência de André Villas-Boas para o Chelsea, assinou contrato de duas temporadas como treinador principal do Porto.[5]
No dia 29 de abril de 2012, venceu o seu primeiro título de campeão nacional como treinador principal.[7] Em 11 de agosto de 2012, conquistou a Supertaça Cândido de Oliveira de 2012, ao vencer a Académica por 1-0.[8] Em 19 de maio de 2013, conquistou o tricampeonato nacional e o seu segundo título da Primeira Liga consecutivo.[9]
Al-Ahli
Em 9 de junho de 2013, assinou um contrato de 2 anos para treinar o Al-Ahli.[10]
Em 7 de janeiro de 2015, foi anunciado como técnico do Olympiacos.[11] Em 19 de abril de 2015, foi campeão da Super Liga Grega 2014–15.[12] Em 23 de maio de 2015, foi campeão da Copa da Grécia 2014–15.[13] Em 10 de junho de 2015, chegou a um acordo e rescindiu seu contrato com o clube grego.[14]
Em 11 de junho de 2015, foi anunciado como técnico do Fenerbahçe.[15] Em 15 de agosto de 2016, foi demitido do clube turco após um desentendimento com a direção, que foi causada por uma alteração tática feita pelo treinador e que estaria fora daquilo que fora combinado entre as duas partes.[16]
TSV 1860 München
Em 20 de dezembro de 2016, foi anunciado como técnico do TSV 1860 München até junho de 2018.[17] Em 30 de maio de 2017, o clube alemão foi rebaixado para a terceira divisão.[18] Em 3 de junho de 2017, deixou o clube de Munique.[19]
Em 2 de julho de 2021, retornou ao comando técnico do Fenerbahçe.[25] Em 20 de dezembro de 2021, após mais uma passagem em branco, foi demitido do clube turco.[26]
Corinthians
Em 23 de fevereiro de 2022, foi anunciado pelo Corinthians até o final da temporada.[27] Começou seu trabalho no clube paulista no dia 28 de fevereiro de 2022, antes mesmo de sua apresentação oficial.[28] Foi apresentado oficialmente no dia 04 de março de 2022.[29] Estreou no dia 5 de março de 2022, em uma derrota por 1-0 contra o São Paulo, no Morumbi, pelo Campeonato Paulista 2022.[30]
Em 25 de abril de 2022, testou positivo para COVID.[31] Em 01 de maio de 2022, testou negativo para o COVID e retornou ao banco de reservas para comandar a equipe contra o Fortaleza, pelo Campeonato Brasileiro de Futebol. O treinador ficou de fora da partida contra o Boca Juniors, pela Copa Libertadores, jogo realizado em 26 de abril de 2022, que terminou com a vitória do time alvinegro por 2-0, em jogo realizado na Neo Química Arena.[32]
Em 22 de junho de 2022, venceu seu primeiro clássico ao golear o Santos por 4-0, na Neo Química Arena, pelo primeiro jogo das oitavas de final da Copa do Brasil 2022.[33] Em 5 de julho, classificou o clube para as quartas de final da Libertadores 2022, algo que não acontecia desde 2012 quando o clube paulista foi campeão, após o em empate por 0-0 contra o Boca Juniors e vencendo a disputa de pênaltis por 6-5, na La Bombonera.[34][35]
Em 15 de setembro de 2022, levou o clube à primeira final de campeonato ao seu comando, ao vencer o Fluminense na Neo Química Arena por 3-0, pelo segundo jogo da semifinal da Copa do Brasil 2022.[36] Em 19 de outubro de 2022, após empatar por 1-1 no tempo normal e perder nos pênaltis para o Flamengo no Maracanã, acabou ficando com o vice-campeonato da Copa do Brasil.[37]
No dia 13 de novembro de 2022, após várias especulações, em pronunciamento do presidente do Corinthians após o último jogo da temporada, este comunicou que, por motivo de doença familiar em Portugal, Vítor Pereira não renovaria o seu contrato, e deixaria o Corinthians após o fim da temporada 2022.[38]
Flamengo
No dia 13 de dezembro de 2022, o Flamengo anunciou que tinha um acerto com o treinador.[39] Foi oficializado como treinador apenas em 3 de janeiro de 2023, sendo demitido do clube em pouco mais 3 meses após sucessivas perdas de competições importantes, sendo a última na derrota para o Fluminense na final do Campeonato Carioca.[40]
Al-Shabab
No dia 4 de fevereiro de 2024 foi anunciado como o novo treinador do Al Shabab.[41]
Durante sua passagem, superou Jorge Jesus e faturou o prêmio de melhor treinador do mês de abril.[42]
Em 23 de junho de 2024, acertou a renovação do seu contrato, com validade até junho de 2025.[43]
Após uma derrota por 1 a 0 para o Al Ettifaq, válido pelo campeonato nacional, o treinador detonou em suas palavras a liga saudita na coletiva de imprensa pós-jogo.[44]
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