Ditlev Vibe var en av de ledende politikere under kong Frederik 4 og gjorde en utmerket innsats som stattholder i Norge.
Vibe tilhørte en innflytelsesrik slekt. Farmoren var datter av borgermesteren i København og søster av rentemester Peder Wibe; hun ble gift med biskop i Lund Mats Jensen Medelfar. Vibes far ble adlet 1679 og tok sin mors navn. Han tiltrådte 1678 det ansvarsfulle oppdraget som leder av kronprins Frederiks oppdragelse, og Vibe, som var jevnaldrende med prinsen, ble oppdratt sammen med denne. Dette fikk avgjørende betydning for Vibes videre karriere. Han avsluttet sin utdannelse med en lengre dannelsesreise i utlandet, hvor han særlig studerte statsvitenskap og historie. Da han 1695 vendte tilbake til Danmark, fikk han stillingen som kammerjunker hos prins Carl. Prinsen drog utenlands 1697, og Vibe var hans ledsager. Samme år ble Vibe kammerjunker hos kongen, og han deltok også i C. S. von Plessens sendeferd til Nederland.
Da Vibes barndomsvenn 1699 ble konge med navnet Frederik 4, fikk Vibe det viktige embetet som oversekretær i Danske kanselli, som han bekledde til 1721. 1704 fulgte han kongen på den store reisen til Norge, og i årene 1708–09 fulgte han ham på reisen til Italia. 1713 ble Vibe amtmann over Gottorp amt i Slesvig, og fra 1718 var han patron for universitetet i København.
Vibe fungerte som kongens rådgiver og ble 1708 utnevnt til geheimeråd; senere samme år ble han medlem av rikets regjering. Han fikk nå avgjørende innflytelse på utenrikspolitikken og gikk sterkt inn for en alliansepolitikk med Russland, rettet mot Sverige. Han var pådriver i krigspolitikken mot Sverige, da han var overbevist om at svenskenes mål var å ødelegge Danmark-Norge. Etter hvert som krigføringen gikk bedre, styrket Vibe sin politiske stilling, men han ble ikke leder av fredsforhandlingene 1720 og hadde da tapt noe av sin innflytelse.
Frederik 4 hadde i mange år bedratt sin dronning, Louise, med diverse elskerinner, og fra 1712 levde han i bigami (viet “til venstre hånd”) med Anna Sophie Reventlow, datter av rikets storkansler. Dronning Louise døde 1721, og kongen ønsket nå å gjøre Anna Sophie til dronning, noe Vibe frarådet. Kongen fulgte imidlertid sine ønsker, og Vibes posisjon ved hoffet ble etter dette uholdbar. Han falt imidlertid ikke i unåde, og 1721 ble han utnevnt til stattholder i Norge, med bolig på nåværende Bygdøy kongsgård.
Det var antakelig ikke forventet at Vibe skulle være særlig aktiv som stattholder, men han gikk med stor energi inn i sin nye rolle. I Christiania kom han i konflikt med den aktive biskop Bartholomæus Deichman, som stadig kom med forslag som skulle gjøre inntrykk på kongen. Biskopen ivret bl.a. for en ny matrikkel, som ville øke kongens inntekter, men som også ville øke trykket på bøndene. Vibe motarbeidet forslaget og vant frem med sitt syn. Stattholderen støttet dessuten bøndene mot embetsmenn som undertrykte dem, og han ivret for at kronens gods skulle selges. Vibe var selv til stede på krongodsauksjonene, og han var også opptatt av å verne skogene. Ellers arbeidet han på alle måter for å styrke næringslivet i Norge.
Vibe eide fra 1690 godset Freidenfelde i Holsten, og 1725 ble han eier av godset Rosendal i Hardanger, som da ikke lenger var et baroni, men som Vibe allikevel overtok med en barons privilegier. Han ble 1707 hedret med Dannebrogordenen, og 1716 fikk han rikets fineste orden, Elefantordenen.
Ditlev Vibe var hoffmann, men han viste seg å være en dyktig politiker og administrator. Personlig var han elskverdig og taktfull, noe han viste da han etter tronskiftet 1730 måtte suspendere sin gamle motstander, biskop Deichman. Vibe hadde intellektuelle interesser og samlet et godt bibliotek. Dessverre tilintetgjorde han sine opptegnelser og brev, riktignok for å hindre at disse skulle kompromittere andre.