Nach dem TV-Film "Sehnsucht ohne Grenzen" (1991) gab Vinessa Shaw ihr Leinwanddebüt 1992 in der Sportkomödie "Monty ... Immer hart am Ball" von Sidney J. Furie. Im Jahr darauf erschien sie in der TV-Serie "Fallen Angels" und der mäßigen Hexenkomödie "Hocus Pocus - Drei zauberhafte Hexen" (Regie: Kenny Ortega) mit Bette Midler und Sarah Jessica Parker. Es folgten Rollen im Pilotfilm der Serie "McKenna" (1994) und in "Rettung für Kiah" (1996) von Matias Alvarez.
Neben Julie Delpy, David Tennant und Vincent Gallo sah man Vinessa Shaw 1998 in Mika Kaurismäkis Komödie "L.A. Without A Map". Darin spielte sie die Kellnerin Barbara aus Los Angeles, die auf einem Trip nach Europa einem netten Briten den Kopf verdreht. Der reist ihr nach Los Angeles nach, heiratet sie schließlich, doch damit beginnen erst die Probleme. Denn Barbara hat so ihre Kontakte zu diversen Wichtigtuern aus Hollywood, die gern von wichtigen Projekten faseln, aber doch mehr daran interessiert sind, in Barbaras Höschen hineinzukommen.
In Stanley Kubricks filmischem Vermächtnis "Eyes Wide Shut" (1999) spielte Vinessa Shaw die Hure Domino. Sie lockt den ziellos durch die New Yorker Straßen streifenden Tom Cruise auf ihre Bude, um ihm ihr breitgefächertes Programm an Liebesdiensten zu offerieren. Doch ein klingelndes Handy bewahrt den guten Mann in letzter Sekunde vor einem Ehebruch - und Schlimmerem: Denn am nächsten Morgen hat Domino das Ergebnis ihres Bluttests: HIV-positiv.
Ebenfalls 1999 drehte Vinessa Shaw "Wayward Son", 2000 entstand "Das Gewicht des Wassers", 2001 die belanglose Komödie "Mister Undercover" sowie 2002 die alberne Klamotte "40 Tage und 40 Nächte". Besser war dann wieder "Melinda und Melinda" (2004). Einen erneuten Rückschritt bedeutete 2006 der Horrorfilm "The Hills Have Eyes - Hügel der blutigen Augen", viel besser war der Western "Todeszug nach Yuma" (2007). Weitere Filme mit Vinessa Shaw: "Two Lovers" (2008), "Der Ruf der Wale" (2011), "Side Effects" (2013).