Vinessa Shaw es hija de la actriz Susan Damante-Shaw.
Dedicada también al mundo de la moda, posando, entre otros, para Calvin Klein, Vinessa debutó en el cine a comienzos de los años 1980 cuando todavía era una niña, apareciendo en la película Nuestro dulce hogar (Home sweet home) (1981).
También apareció en un anuncio publicitario de Levi's, en el año 1994, llamado "Creek, donde aparece una jovencita que, oculta detrás de un árbol, espía a un joven que se está bañando en un arroyo.
En el 2007 apareció junto a Christian Bale y Russell Crowe en 3:10 to Yuma, un remake del western de 1957.
Fue novia de los actores Jonathan Brandis, con quien compartió créditos en Ladybugs, y Oliver Hudson, intérprete visto en Falsa amistad.