
В 1994 году окончил механико-математический факультет Новосибирского государственного университета (НГУ). После окончания университета переехал в Москву — новосибирцы Ольга и Алексей Свирины пригласили его стать младшим партнером в созданной ими инвестиционоой компании «Профит Хаус». Компания сотрудничала с Millhouse Capital Романа Абрамовича, скупала в ее интересах акции «Аэрофлота», энергетических и нефтяных компаний.
В 1999 году купил завод «УфаВита» вместе с другом и однокурсником по НГУ Егором Кульковым. В 2003 году Кульков и Харитонин основали компанию «Фармстандарт», выкупив у американской ICN пять заводов в России и объединив их с "УфаВитой". Роман Абрамович профинансировал сделку и вышел из капитала "Фармстандарта" после IPO в 2007 году. Бренды "Фармстандарта" — "Арбидол», «Коделак», «Компливит», «Пенталгин».
В 2016 году компания, подконтрольная Харитонину и его партнеру Егору Кулькову, выкупила почти все акции «Фармстандарта» на рынке. Затем «Фармстандарт» провел делистинг акций с Лондонской фондовой биржи и Московской биржи.
В октябре 2014 года стал совладельцем одной из старейших автомобильных гоночных трасс Европы — немецкой Нюрбургринг. Харитонину принадлежит 99% акций комплекса, в который входят трасса, трибуны, боксы, гостиницы, выставочный и концертный залы, картинг, рестораны, кинотеатр. С 2011 года является участником рейтинга журнала Forbes "200 богатейших бизнесменов России". В 2017 году занял 81-е место в этом рейтинге с капиталом 1,2 миллиарда долларов.
По данным СМИ, семья Харитонина владеет двумя квартирами в Лондоне в престижном жилом комплексе One hyde park стоимостью около 50 миллионов долларов.