Родился 30 октября 1948 в с. Резино Новосибирской области, русский.
В 1966 - 67 учился в Козинском СПТУ-3 Новосибирской области. В 1972 окончил Новосибирский сельскохозяйственный институт по специальности "ученый агроном".
В 1972 - 76 - агроном отделения, управляющий отделением совхоза "Большевик". С апреля 1976 - директор совхоза "Галинский" Мошковского района Новосибирской области, после преобразования его в январе 1992 в АО "Галинское" - директор АО.
18 марта 1990 был избран народным депутатом РСФСР.
С 1993 - заместитель председателя Аграрной партии России (АПР).
12 декабря 1993 был избран депутатом Государственной Думы РФ первого созыва.
17 декабря 1995 был избран в новый состав Государственной Думы.
На президентских выборах 1996 поддерживал кандидатуру Геннадия Зюганова.
19 декабря 1999 был избран депутатом Государственной Думы третьего созыва.
В Государственной Думе возглавил Агропромышленную депутатскую группу.
В мае 2000 пленум центрального совета АПР приостановил членство Харитонова в руководящих органах партии.
На выборах в Государственную думу 2003-го года избран депутатом по списку КПРФ, входил в федеральную тройку вместе с Геннадием Зюгановым и Николаем Кондратенко.
Кандидат в президенты РФ в 2004 году.
2 декабря 2007 года - депутат Государственной Думы 5-го созыва.
Спортсмен.
Женат, четверо детей.