Учился у своего отца Лорана Вуэ. В 1611 Вуэ сопровождал французского посла Санси в Константинополь и во время этой поездки написал портрет турецкого султана. Возвращаясь с Востока, он остался на пятнадцать лет в Италии; там он работал по заказам семей Барберини и Дориа в Риме и Генуе. Изучение итальянской живописи оказало огромное влияние на формирование его стиля. В 1627 Людовик XIII пригласил Вуэ во Францию, и художник всю оставшуюся жизнь прожил в Париже,работая над украшением церквей и дворцов. Умер Вуэ в Париже 30 июня 1649.
Итальянский период — «тёмный период», поскольку Вуэ находится под влиянием«караваджизма» (сам Караваджо умер в 1610 году), — продолжается до 1627 года. Он выполняет многочисленные росписи (наиболее важные — для церкви «Сан-Лоренцо ин Лючино», в Риме: две драматические сцены из жизни св. Франциска (1624) и для собора св. Петра в Риме); портреты, из которых — «Автопортрет» (1627), картины на религиозные сюжеты, аллегории (знаменитая аллегория «Побеждённое время»(1627) с динамичными фигурами девушек — в музее Прадо, Мадрид).
1634—1637 годы — наиболее блестящий период его творчества. Картины-аллегории,как «Богатство» и «Милосердие» (обе — в Лувре, 192×132 см) — из числа шедевров этого периода. Колоризм (золото, киноварь, перванш), особое внимание к подробностям, складкам, драпировкам, к их движению — как бы от ветра, который струится параллельно холсту, влево…
К сожалению, в поздний период Вуэ был настолько занят заказами, что это стало сказываться на качестве его живописи. Он часто впадал в схематизм, а краски утратили свою прежнюю силу, что объяснялось и возросшим участием мастерской в исполнении заказов. Однако эти поздние работы Вуэ не должны заслонять от нас его творческих достижений — исполненных патетики и поэтичности мифологических и аллегорических картин, великолепных портретов, масштабных декоративных росписей.
Один из шедевров позднего Вуэ — «Сатурн, побеждённый Надеждой, Красотой и Любовью», 1645—1646 годы (187×142 см., музей Берри в Бурже) — аллегория побеждённого времени, с этим лирическим, музыкальным движением, спиральной композицией и колористическим блеском. Вуэ умер в осаждённом Париже (это была эпоха Фронды) в 1649 году. Его слава со временем померкла. В XIX веке он был почти забыт.