Mark Sinclair nació el 18 de julio de 1967 en el condado de Alameda, California, junto con su hermano gemelo, Paul Vincent. Fue criado por su madre astróloga / psicóloga, Delora Sherleen (Sinclair), y su padre adoptivo, Irving H. Vincent, un instructor de actuación y gerente de teatro, en un proyecto de vivienda para artistas en Greenwich Village en Nueva York. Nunca conoció a su padre biológico. Su madre es blanca (con ascendencia inglesa, alemana, escocesa e irlandesa), y su padre adoptivo es afroamericano; refiriéndose a los antecedentes de su padre biológico, Diesel ha dicho que él mismo es «definitivamente una persona de color».

Su primera oportunidad en la actuación ocurrió por casualidad, cuando a la edad de siete años él y sus amigos irrumpieron en un teatro para destrozarlo. Una mujer los detuvo y le ofreció a cada uno un guión y $ 20, con la condición de que asistirían todos los días después de la escuela. A partir de ahí, la incipiente carrera de Vin progresó desde la compañía de repertorio de Nueva York dirigida por su padre, hasta el circuito Off-Off-Broadway. A los diecisiete años y ya luciendo un físico bien perfeccionado, se convirtió en portero de algunos de los clubes más modernos de Nueva York para ganar algo de dinero extra. Fue en este momento que cambió su nombre a Vin Diesel.  Después de la escuela secundaria, Vin se matriculó como estudiante de inglés en Hunter College, pero se retiró después de tres años para ir a Hollywood para continuar su carrera como actor. Ser un actor de teatro experimentado no causó ninguna impresión en Hollywood y después de un año de luchar para dejar su huella, regresó a Nueva York.  Luego, su madre le regaló un libro llamado «Largometrajes a precios de autos usados» de Rick Schmidt. El libro le mostró que podía tomar el control de su carrera y hacer sus propias películas. Escribió un cortometraje basado en sus propias experiencias como actor, llamado Multi-Facial (1995), que se filmó en menos de tres días a un costo de $ 3,000. Multi-Facial (1995) fue finalmente aceptado para el Festival de Cine de Cannes de 1995, donde tuvo una recepción tumultuosa.

Luego, Vin regresó a Los Ángeles y recaudó casi $ 50,000 a través del telemercadeo para financiar la realización de su primera película, Strays (1997). Seis meses después del rodaje, la película fue aceptada para el Festival de Cine de Sundance de 1997, y aunque recibió una buena recepción, no se vendió tan bien como se esperaba. Una vez más, Vin regresó decepcionado a Nueva York solo para recibir una llamada telefónica soñada. Steven Spielberg quedó impresionado por Multi-Facial (1995) y quería conocer a Vin, lo que lo llevó a ser elegido en Saving Private Ryan (1998). Multi-Facial (1995) le dió a Vin más trabajo, cuando el director de The Iron Giant (1999) lo vio y decidió incluir a Vin en el papel principal. A partir de ahí, la carrera de Vin creció constantemente, con él asegurando su primer papel principal, como Richard B. Riddick en la película de ciencia ficción Pitch Black (2000). El papel le ha valido una legión de fanáticos devotos y el reconocimiento público que merece.

Desde entonces, ha encabezado una serie de éxitos de taquilla, a menudo pero no solo centrados en vehículos de motor de conducción rápida: The Fast and the Furious (2001), xXx (2002), Fast & Furious (2009), Fast Five (2011), Fast & Furious 6 (2013), Furious 7 (2015), xXx The Return of Xander Cage (2017) y Fast & Furious 8 (2017).

2021 – F9 (post-production) Dominic Toretto
2020 – Bloodshot Bloodshot
2019 – Avengers: Endgame Groot (voice)
2018 – WiFi Ralph Baby Groot (voice)
2018 – Avengers: Infinity War Groot (voice)
2017 – Guardians of the Galaxy Vol. 2 Baby Groot (voice)
2017 – Rápidos y furiosos 8 Dom
2017 – xXx: Return of Xander Cage Xander Cage

2016 – Billy Lynn’s Long Halftime Walk Shroom
2015 – The Last Witch Hunter Kaulder
2015 – Rápidos y furiosos 7 Dominic Toretto
2014 – Guardianes de la Galaxia Groot (voice)
2013 – Riddick Riddick 2013 – Furious 6 Dominic Toretto
2011 – Rapidos y Furiosos 5 Dominic Toretto
2009 – Fast & Furious Dominic Toretto
2008 – Babylon A.D. Toorop
2006 – The Fast and the Furious: Tokyo Drift Dominic Toretto (uncredited)
2006 – Find Me Guilty Jackie DiNorscio
2005 – The Pacifier Shane Wolfe
2004 – The Chronicles of Riddick Riddick 2003 – A Man Apart Sean Vetter
2002 – xXx Xander Cage
2001 – Knockaround Guys Taylor Reese
2001 – The Fast and the Furious Dominic Toretto
2000 – Pitch Black Richard B. Riddick
2000 – Boiler Room Chris Varick
1999 – The Iron Giant The Iron Giant (voice)
1998 – Saving Private Ryan Private Caparzo
1997 – Strays Rick
1990 – Awakenings Hospital Orderly (uncredited)