¿El DOM virtual es realmente rápido? ¿Qué te aporta de verdad?

En términos brutos, no; una actualización del DOM escrita a mano y bien dirigida siempre le ganará a comparar un árbol. Lo que te da el DOM virtual es un modelo de programación donde la UI es una función del estado, más el agrupado de actualizaciones para que muchas produzcan un solo commit, más un destino de renderizado portable. Es lo bastante rápido para casi todo y elimina una clase entera de bugs de contabilidad manual del DOM.

Sinceramente, no. Si escribes la mutación del DOM a mano ganas siempre, porque React tiene que construir un árbol de elementos y recorrerlo antes de tocar nada. Lo que compras es un modelo donde describo cómo debe verse la UI para un estado dado y nunca gestiono a mano las transiciones entre estados, que es donde vivían los bugs. También obtienes agrupado, así que cinco llamadas a setState en un manejador son un solo commit, y obtienes un destino de renderizado que no está atado al navegador. El coste es real, eso sí. React vuelve a ejecutar un componente y todo lo que hay debajo salvo que algo lo pare, que es por lo que dedicamos tiempo a la memoización. Los frameworks basados en señales se saltan eso rastreando dependencias al nivel del valor, así que solo se actualiza el nodo de texto exacto que cambió, y en rendimiento puro ganan. React ha ido acortando distancias con el renderizado concurrente y ahora con el compilador haciendo la memoización automáticamente, lo que quita casi todo el trabajo manual que antes era el peaje.