Hình ảnh Công Vinh (phải) năm 14 tuổi tại lễ cưới của chị gái, lúc này Vinh mới tập đá bóng ở lò đào tạo SLNA. Ít ai biết rằng khi thi tuyển vào đội trẻ của CLB này Vinh đứng gần "đội sổ", bị đánh giá là không có nhiều triển vọng.

Đến năm 2002, Công Vinh lần đầu được gọi vào đội U18 Việt Nam dưới sự dẫn dắt của HLV Nguyễn Văn Thịnh. Cũng trong năm đó, anh được triệu tập vào đội U20 và còn được đeo băng đội trưởng. Năm 2003, thành công đến với Vinh khi anh được huấn luyện viên Alfred Riedl gọi bổ sung vào danh sách đội tuyển U23 tham dự SEA Games 22 mặc dù phần nhiều chỉ được ngồi trên băng ghế dự bị. 

Năm 2004, Công Vinh được đôn lên thi đấu ở đội 1 SLNA. Anh ghi bàn thắng đầu tiên trong sự nghiệp ở V.League vào ngày 8/2/2004 vào lưới Đồng Tháp. Cũng trong năm này Vinh nhận giải Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất năm của bóng đá Việt Nam.

Năm 2008, Công Vinh rời lò đào tạo SLNA về đầu quân cho Hà Nội T&T với giá lót tay lên tới 8 tỷ đồng. CLB này còn phải trả chi phí đạo tạo 500 triệu cho lò SLNA. Bàn thắng đầu tiên của Công Vinh cho Hà Nội T&T vào ngày 24 tháng 2 năm 2009 ở vòng 2 V-League vào lưới SHB Đà Nẵng trong chiến thắng 1-0 trước đội bóng sông Hàn từ một cú đánh đầu.

Tại AFF Suzuki Cup 2008, Công Vinh được HLV Henrique Calisto triệu tập vào danh sách đội tuyển. Trong trận chung kết lượt về, Công Vinh có cú đánh đầu ngược đẹp mắt ở những giây bù giờ cuối cùng giúp ĐT Việt Nam vượt qua Thái Lan với tỷ số chung cuộc 3-2 và lần đầu tiên vô địch AFF Cup.  

Công Vinh cùng đội tuyển rước Cup vô địch AFF Suzuki Cup tới báo công trước Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh.

Công Vinh là cầu thủ thứ 2 ở Việt Nam 3 lần giành quả bóng vàng vào các năm 2004, 2006, 2007.

Năm 2009, theo lời giới thiệu của ông Calisto, Công Vinh sang tập luyện và thi đấu 4 tháng trong màu áo CLB Leixoes, Bồ Đào Nha. Trong suốt thời gian tại CLB này, tiền đạo Việt Nam ghi được 2 bàn thắng trong các trận giao hữu và 1 bàn tại giải VĐQG Bồ Đào Nha trong trận Leixoes gặp Casa Pia.

Trở lại Việt Nam thi đấu ở V.League 2010 trong màu áo Hà Nội T&T, sự cố tại sân Cao Lãnh đã làm xấu đi hình ảnh của Công Vinh khi anh vái lạy trọng tài Vũ Bảo Linh. Ban kỷ luật của VFF đã đưa ra án phạt tiền đạo Nghệ An 10 triệu đồng và treo giò 3 trận đấu.

Năm 2010, Công Vinh mua chiếc xe sang đầu tiên có tên Mercedez SLK 200 với giá gần 2 tỷ đồng.

Tuy nhiên không lâu sau đó, Công Vinh bị chấn thương đầu gối rất nặng và phải sang Bồ Đào Nha phẫu thuật. Tiền đạo mang áo số 9 lập tức rao bán rẻ chiếc Mercedez để lo việc gia đình cũng như chữa trị chấn thương. 

Sau khi chữa lành chấn thương đầu gối, cuối năm 2011, Công Vinh cho biết anh sẽ tiếp tục ở lại Hà Nội T&T thêm 3 năm với khoản tiền lót tay chỉ mang ý nghĩa tượng trưng. Tuy nhiên chỉ vài ngày sau, Công Vinh một lần nữa gây sốc khi cho biết anh đã chính thức từ chối tái ký hợp đồng với Hà Nội T&T và sẽ về đầu quân cho CLB Hà Nội theo lời mời của bầu Kiên. Số tiền mà bầu Kiên chi ra để có được sự phục vụ của Lê Công Vinh lên đến 13 tỷ đồng cùng mức lương thuộc hàng kỷ lục là khoảng 70 triệu đồng/tháng.

Sau vụ chuyển nhượng tiền tỷ, năm 2012 Công Vinh mua xe Audi A5 Sportback với giá hơn 2 tỷ đồng.

Công Vinh thi đấu cho CLB Hà Nội được 1 năm thì bầu Kiên dính vào vòng lao lý đồng nghĩa với việc CLB này giải thể. Sau hơn 4 năm rời xa quê hương, năm 2013 Công Vinh về chơi cho CLB SLNA với bản hợp đồng cho mượn có thời hạn 2 năm.

Ngày 22/7/2013, Công Vinh lại gây sốc khi chính thức chuyển sang chơi cho câu lạc bộ hạng nhì Nhật Bản Consadole Sapporo theo một bản hợp đồng cho mượn có thời hạn 5 tháng. Trong thời gian thi đấu tại CLB của Nhật Bản, Công Vinh ghi được 4 bàn thắng và để lại nhiều ấn tượng với CĐV CLB Sapporo. 

Sau khi từ Nhật Bản trở về, Công Vinh tiếp tục thi đấu trong màu áo CLB SLNA cho tới khi V.League 2014 kết thúc. Trước mùa giải mới 2015, do nguồn tài chính hạn hẹp nên CLB SLNA đã không đủ lực để tiếp tục gia hạn hợp đồng với tiền đạo xứ Nghệ. Lê Công Vinh đã được B. Bình Dương trải thảm đỏ mời về với bản hợp đồng được định giá từ 8 đến 10 tỷ đồng. Trong màu áo CLB mới, Công Vinh chọn số 99 và tuyên bố sẽ kết thúc sự nghiệp cầu thủ tại đây.