אזור היער שימש בימי הביניים פארק מלכותי, בו נהגו מלכי צרפת לצוד. לאחר המהפכה הצרפתית הפך היער לאזור אימונים של הצבא הצרפתי. בשנת 1860 הפך נפוליאון השלישי את היער לפארק ציבורי, כחלק מתוכנית אוסמן לשיפוצי פריז. היער היה משויך מוניציפלית בחלקו לעיר ונסן ובחלקו לעיר נוז'אן-סור-מארן עד לשנת 1929 אז סופח רשמית לרובע ה-12 של פריז. ב-6 במאי1931 נפתחה ביער ונסן התערוכה הקולוניאלית של פריז, בו הוצגו במשך שישה חודשים המשאבים והתרבויות של האימפריה הצרפתית[1]. בתערוכה ביקרו כשישה מיליון אנשים שראו העתקים של מקדשי אנגקור וארמונות מרוקו, עבודות משי, יצירות אמנות וריקודי עמים[2]. גן חיות שנכלל בתערוכה היה לבסיס של גן החיות שהוקם ביער ונסן בשנת 1934.
בין השנים 1969–1980 שכנה ביער ונסן אוניברסיטה VIII של פריז, אוניברסיטה רדיקלית שהוקמה עקבות מהומות הסטודנטים של 1968[3].
בקצהו הצפוני של יער ונסן נמצאת טירת ונסן, בית שני של מלכי צרפת במאה ה-14. כיום עוברת הטירה שיפוצים ופרט לחצר הטירה אינה פתוחה לקהל. בדרום מערב הפארק נמצא מבצר שהוקם על ידי לואי פיליפ, מלך צרפת. במערב יער ונסן, על שטח של 145 דונם, נמצא גן חיות הידוע בפילים האסייתיים שלו ובמונולית בגובה של 65 מטר בו מתגורר עדר של מופלון. בפינה הדרום מזרחית של יער ונסן נמצא החל משנת 1936גן בוטני, על שטח של 120 דונם. בגן כ-2,000 עצים מ-120 סוגים ו-485 מינים. הגן ידוע במיוחד באוסף עצי התפוח, האגס והלילך שלו.
ביער ונסן ארבעה אגמים המוזנים על ידי נהר מארן. במערב, בקרבת גן החיות, אגם דאומסניל בשטח 120 דונם עם שני איים באמצעו, בצפון מזרח אגם בשטח 60 דונם ושלושה איים בתוכו, בדרום מערב אגם בשטח עשרה דונם ובצפון מערב עוד אגם.
