Il a obtenu son diplôme d'ingénieur en géologie à l'École nationale supérieure des mines de Paris en 1988. Il a ensuite rejoint le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) où il a travaillé pendant plus de 25 ans dans différents laboratoires spécialisés dans les minéraux rares et l'exploration minière.
En 2017, Vincent Pichon a été nommé professeur à la Chaire des minéraux rares et des technologies de l'extraction au Collège de France. Sa réputation a grandi grâce à ses nombreuses publications scientifiques, ainsi qu'à son rôle actif dans la promotion de la technologie verte de l'extraction des minéraux rares et de la durabilité de l'exploitation minière.
En 2019, Vincent Pichon a été élu membre de l'Académie des sciences française en tant que spécialiste de géochimie et de minéralogie. Il est également actif dans les organisations internationales de la recherche scientifique et de l'innovation dans le domaine des minéraux rares, notamment au sein du Comité international pour la recherche sur les minéraux rares (ICRM).
En 2021, Vincent Pichon a reçu la médaille d'argent du CNRS pour ses travaux remarquables dans le domaine de la géochimie. Il est également membre de l'Académie européenne des sciences et des arts depuis 2006.
En plus de sa carrière scientifique, Vincent Pichon est un conférencier invité régulier à des événements internationaux sur la technologie de l'extraction, la durabilité et les minéraux rares. Il est également actif dans la vie culturelle française en tant qu'écrivain et poète, publiant notamment des ouvrages de poésie sous le nom de Vincent Pichon-Labouret.