Венсан родился 23 ноября 1966 года в Париже в семье французского актёра Жан-Пьера Касселя (1932-2007).

Его отец — протестант, мать всегда разрывалась между своими родителями, отцом-евреем и крайне религиозной матерью-христианкой. Бабушка с Корсики, в горах все очень традиционно — женщины ходят только в чёрном. А сам актёр вырос в Париже, который постепенно становился мусульманским городом, и научился смотреть на любую религию как на полезную метафору, которая помогает что-то понять насчёт человеческой природы. Но верующим он так и не стал. Может быть, дело ещё и в том, что его отдали в католическую школу с очень строгими правилами, а это лучший способ вылечить от интереса к религии.

Свою карьеру актёра он начал в Нью-Йорке, затем вернулся во Францию и несколько лет служил в театре Жана-Луи Барро. Там Венсан был занят в нескольких спектаклях.

Его успех неразрывно связан с именем режиссёра Мэтью Кассовица, который впервые отметил талант Касселя и пригласил его на роль в социальной драме 1995 года «Ненависть». Затем последовали «Доберман» и «Жанна Д’Арк», где актёр проявил себя в полной мере. В картине «Багровые реки» Кассель сыграл с Жаном Рено и своим отцом Жан-Пьером Касселем. Одна из последних ярких работ — триллер «Порок на экспорт» Дэвида Кронберга.

В 2006 году актёр снялся в фильме Шайтан". В этом фильме смеются над тем, что страшно, и смеются над теми, кто проповедует веру как средство от страха: "Лучше верьте в Аллаха, и все будет в порядке". Кассель говорит: "Вообще лучшие шутки — о страшных вещах. После одиннадцатого сентября, после смерти принцессы Дианы проходило немного времени, и люди начинали рассказывать анекдоты об этом. Мне кажется, это здоровый способ пережить стресс. То же самое и в кино — лучше показать насилие на экране, чем увидеть его на улице".

Возможно, он далёк от идеала, но многие зрительницы с этим не согласятся. Особенно после фильма "Квартирка", в которой Венсан сыграл героя с разбитым сердцем. Или после роли печального жулика в картине "Читай по губам". Не говоря уже о том, что во Франции Венсан является официальным голосом короля романтических комедий Хью Гранта.

В 2007 году Венсан снялся в картинах «Тринадцать друзей Оушена» и «Порок на экспорт».

В 2008 году он сыграл главную роль в фильмах «Враг государства №1» и «Враг государства №1: Легенда».

В 2010 году Венсан сыграл роль первого плана в фильме «Чёрный лебедь», в котором также снялись Натали Портман и Мила Кунис.

В том же 2010 году вышел фильм «Наш день придет», в котором Венсан сыграл главную роль.

Весной 2013 года состоялась премьера фильма «Транс», в котором Венсан Кассель сыграл главную роль.