Elle a débuté sa carrière artistique en 1984 au Théâtre national de Chaillot à Paris où elle interprète le rôle d'Estella dans "La Dame aux camélias" de Alexandre Dumas fils, mise en scène par Claude Régy. À partir de cette expérience, Virginie Filloux se consacre entièrement à la comédie musicale et l'opéra, interprétant notamment les rôles principaux dans "Carmen", "West Side Story" et "Notre-Dame de Paris".
En 1987, elle participe au concours Eurovision de la chanson française organisé par Antenne 2. Elle ne remporte pas le concours mais son interprétation de la chanson "Les Amours de l'été" lui permet d'enregistrer son premier album intitulé "Virginie".
En 1993, elle crée son propre groupe, Virginie Filloux et ses Compagnons. Leur premier album, "Chambre à part", sort en 1994 et est certifié disque d'or en France. Elle continue ensuite à enregistrer des albums solos comme "Loin" (1995) ou "Rêve d'été" (1997).
En parallèle, Virginie Filloux poursuit sa carrière théâtrale et télévisuelle. En 2006, elle fait ses débuts au cinéma avec le film "Le Doudou de ma vie". Elle a également joué dans la série télévisée française "Plus belle la vie" entre 2013 et 2017.
En dehors de son activité artistique, Virginie Filloux s'engage dans diverses causes caritatives. En particulier, elle soutient l'association La Main à le vent qui vise à aider les enfants en difficulté. Elle est également membre du comité de parrainage de la Fondation Mécénat Chirurgie Cardiaque et intervient pour la promotion des droits des femmes.
Aujourd'hui, Virginie Filloux continue à se produire sur scène et à enregistrer de nouvelles chansons. Elle est également active sur les réseaux sociaux où elle partage régulièrement avec ses fans.