Fu suo padre, il pittore Laurent Vouet, ad insegnargli i primi rudimenti dell'arte, ed egli, agli inizi, si dedicò all'esecuzione di ritratti. Dopo un primo viaggio in Inghilterra, fece parte del seguito del barone di Sancy, ambasciatore di Francia a Costantinopoli dove realizzò ritratti ottomani andati perduti. Iniziò poi, nel 1614, un lungo soggiorno in Italia, visitando Venezia e Roma. Dal 1620 al 1622, fu a Genova al servizio della famiglia del principe Doria. Giunto a Roma, dove in un primo momento dipinge quadri ispirati alla produzione di Caravaggio (come la Buonaventura del 1617), riuscì a godere dei contatti con l'aristocrazia e questo gli diede sicurezze e garanzie (lavorò anche per il cardinale Barberini, futuro papa Urbano VIII). Per la classe altolocata dipinse soggetti letterari, legati ai poemi o ai sonetti composti o solo conosciuti da questa intellighenzia. Vouet inoltre si dedicò al tema di moda di rappresentare "le belle" e "le eroine" in ritratti. A Roma, dunque, Vouet riscosse un successo talmente vasto che ebbe occasione di dipingere una tela per la Basilica di San Pietro in Vaticano, la Adorazione del Crocefisso (opera andata perduta). Due importanti commissioni vennero dal Cardinal Del Monte: la Nascita della Vergine e il ciclo di San Francesco in San Lorenzo in Lucina (di cui si distingue Latentazionedi San Francesco), che è la commissione che sancisce il suo successo romano. Nel 1624, fu posto a capo dell'Accademia di San Luca fino al 1627, nomina di tipo politico volta a ribadire la centralità artistica nel piano internazionale di Roma.
Ma nel 1627 dovette rientrare improvvisamente in patria per le pressanti richieste del duca di Béthunes, dove aprì con la moglie Virginia Vezzi, anche lei pittrice, un'accademia di disegno. Fu così che Vouet importò in Francia lo stile barocco italiano, in particolare quello di Paolo Veronese, del Tiziano e dei Carracci, adattandolo alle grandi decorazioni dell'epoca di Luigi XIII e di Richelieu. Fu nominato primo pittore del re, e lo stesso Luigi XIII gli commissionò ritratti, cartoni per le tappezzerie e pitture per i palazzi del Louvre, del Lussemburgo e per il Castello di Saint-Germain-en-Laye. Nel 1632, lavorò ai cantieri del Cardinale Richelieu nel palazzo cardinalizio (attuale Palais-Royal) e nel Castello della Malmaison. Nel 1631 decorò il Castello del presidente de Fourcy a Chessy, l'hôtel Bullion, il Castello del Maresciallo d'Effiat a Chilly, nonché il palazzo del duca d'Aumont, la cappella Séguier e la galleria del Castello di Wideville.
Simon Vouet rappresentò quindi la pittura barocca francese, divenendone l'artista emblematico. Denis Lavalle, ispettore capo dei monumenti storici, disse a proposito: «Se Charles Le Brun, Jacques Louis David o, in un certo senso, anche Eugène Delacroix sono esistiti, ciò è avvenuto perché vi era stato prima di loro Simon Vouet».
