Swój debiutancki krążek „Flex-Able”, Steve Vai nagrał w roku 1984, po przenosinach do Kaliforni. W 1985 roku dołączył do grupy Alcatrazz (zastąpił Yngwie Malmsteena), z którą zarejestrował płytę „Disturbing the Peace”. Wkrótce jednak (również 1985) zasilił grupę Davida Lee Rotha - byłego wokalisty Van Halen – by nagrać z nim dwie płyty: „Eat’em And Smile” (1986, 4. pozycja na liście sprzedaży Billboard 200) oraz „Skyscraper” (1988, 6. pozycja na Billboard 200). Wtedy też Vai często porównywany był do Eddiego Van Halena. W roku 1989, Vai zastąpił Adriana Vandenberga roku w grupie Whitesnake. Z zespołem Davida Coverdale’a nagrał krążek „Slip Of The Tongue” (1989). Wspólnie z Joe Satrianim wziął udział w nagraniu utworu „Feed my Frankenstein” zamieszczonego na płycie Alice Coopera „Hey Stoopid”.
W latach 90. Vai kontynuował działalność solową oraz koncertową. Wydany w lipcu 1990 roku album „Passion and Warfare” otrzymał bardzo pozytywne recenzje krytyków oraz status podwójnej platyny, a czytelnicy magazynu „Guitar World” uznali gitarowe solo w utworze „For the Love of God” za #29 na liście 100 największych gitarowych solówek wszechczasów. Do roku 1999 wydał jeszcze 4 albumy: „Sex & Religion” (1993), „Alien Love Secrets” (1995), „Fire Garden” (1996) oraz „The Ultra Zone” (1999). W 1994 roku Vai współpracował z Ozzy Osbournem (sesja Ozzmosis); otrzymał również nagrodę Grammy za wykonanie utworu Franka Zappy „Sofa” na poświęconej mu płycie „Zappa's Universe” W 1996 roku rozpoczął również wspólne występy z grupą G3, z którą koncertuje do dziś.
Po roku 2000 Vai wydał kolejne krążki solowe: „The 7th Song” (2000, kompilacja), „Alive in an Ultra World (2001, live), „The Elusive Light and Sound, volume 1” (2002, utwory nagrane na potrzeby kina i TV), „The Infinite Steve Vai: An Anthology” (2003, kompilacja), „Real Illusions: Reflections” (2005) oraz dwupłytowy „Sound Theories” (2007, live). Współpracował również z takimi artystami i zespołami, jak: Hughes Turner Project, Yardbirds, Motörhead, The Devin Townsend Band, Marty Friedman, Meat Loaf czy Eros Ramazzotti.
Muzyk jest założycielem fundacji „Make A Noise” (stypendia dla utalentowanych instrumentalistów) i właścicielem firmy płytowej „Favored Nations”. Zasiada również w radzie nadzorczej fundacji „Little Kids Rock”, zajmującej się nieodpłatnym dostarczaniem do szkół instrumentów muzycznych i organizacją nauki gry na instrumentach.
Muzyka Steve Vaia jest inspiracją dla gitarzystów na całym świecie. Artysta sprzedał ok. 6 milionów płyt i jest laureatem wielu nagród, w tym dwukrotnie Grammy (9 nominacji), wyróżnień magazynów „Guitar Player”, „Guitar World”, „Kerrang!” i in. W Polsce gitarzysta zagrał jak dotąd trzykrotnie: w kwietniu 2000 - solo i w lipcu 2004 – wspólnie z G3 (Warszawa) oraz w październiku 2005 (Zabrze).
Steve Vai używa głównie gitar firmy Ibanez. Nazwiskiem muzyka sygnowany jest 7-strunowy model Ibanez Universe, seria Ibanez JEM oraz akustyczna gitara Ibanez Euphoria.
G3 • Whitesnake • Yngwie Malmsteen • Joe Satriani • Frank Zappa • Alice Cooper • Ozzy Osbourne • David Lee Roth • Motörhead • Van Halen • Marty Friedman • Meat Loaf • Eros Ramazzotti • Glenn Tipton • Vademecum • Jason Becker • Eric Sardinas • Steve Hackett • Jelonek • Piotr "Seru" Sewerniak • OverheaD • Dream Theater