Vernor Vinge publie sa première nouvelle en 1965 dans la revue Analog Science Fiction. Bien qu’écrivant peu, il contribue alors à quelques magazines de science-fiction avant d’être remarqué en 1981 avec sa novela True names, qui est l’une des premières ayant pour thème le cyberspace et qui illustre l’intérêt de l’auteur pour la théorie de la singularité technologique. Cet intérêt se retrouve d’ailleurs dans la plupart de ses romans. C’est le cas par exemple du roman la Captive du temps perdu en 1986 qui décrit la vie d’un petit groupe d’humain qui a survécu à une singularité.
Toutefois, ce n’est qu’en 1992 que l’auteur remporte le prix Hugo avec son roman Un feu sur l'abîme. L’histoire se déroule dans un univers où un groupe de scientifiques réveille une super intelligence, causant ainsi la destruction de nombreuses civilisations. Le roman raconte ensuite la quête d'une arme efficace contre la super entité, qui se trouve sur une planète où vivent des chiens à l’intelligence collective. L’intérêt majeur de cette œuvre réside dans les nombreuses idées qui construisent un univers riche, complexe et original.
Ce roman est suivi en 1999 d’une prémisse Au tréfonds du ciel qui décrit la rencontre entre des hommes et une race extra-terrestre une fois encore assez originale. Ce roman a lui aussi reçu un prix Hugo en 2000. En 2004, il remporte le prix Hugo de la meilleure novella pour The Cookie Monster, non publiée en France pour le moment.
En 2002, Vernor Vinge prend sa retraite et quitte son poste à l’Université de San Diego pour se consacrer pleinement à l’écriture. En 2007, il obtient de nouveau le prix Hugo pour son roman Rainbows End. Vernor Vinge a été le premier époux de Joan D. Vinge qui est elle aussi un auteur de science-fiction.
