Arquitecto francés más destacado de su tiempo, junto con François Mansart. Hijo de un maestro de cantería, con quien se formó en sus primeros años. Sucedió a Lemercier como Primer Arquitecto del Rey en 1654 y fue ennoblecido con el señorío de Beaumont en 1665. Tuvo como clientes a grandes personajes de las finanzas y la vida pública francesa –Fouquet, Lambert, Hesselin, Bordier, Tambonneau- para quienes construyó un gran número de residencias en París y sus alrededores. Fue cabeza de un equipo de pintores, escultores, decoradores y jardineros, con quienes creó el estilo Luis XIV en Versalles. Produjo impresionantes efectos espaciales con una combinación típicamente barroca de todas las artes. Desde 1658 tuvo como colaborador a François d’ Orbay.

Obras principales:
Hôtel Lambert, París (1640 – 1644): con vestíbulo oval, galería y ornamentaciones exteriores e interiores en bronce y pintura, de Van Obstal, Perrier, Romanelli y Le Sueur.
Hôtel de Fontenay, París (1656)
Châtau de Vaux-le-Vicomte (1656 - 1661): construido para Nicholas Fouquet, ministro de finanzas de Luis XIV y fruto de la colaboración de Le Vau con Le Nôtre y Le Brun. Combina el tradicional esquema de château de cinco partes con una forma nueva para la sección central, un enorme óvalo cubierto por una cúpula y cuyo frente del lado del jardín es una fachada de templo con frontón. Está rodeado por un foso y estructuras secundarias.
Fachada este del Palacio del Louvre (con Claude Perrault y Charles Le Brun), París (1667) Colegio de las Cuatro Naciones, París (a partir de 1662): fundación póstuma del Cardenal Mazarino. La fachada principal que da al Sena es cóncava, con dos brazos curvados hacia adelante desde el cuerpo central y terminados en pabellones que enmarcan la capilla y su cúpula. Utiliza el orden gigante.
Nueva fachada al jardín y remodelaciones interiores del Palacio de Versalles (a partir de 1669): manteniendo el antiguo château de Luis XIII, Le Vau diseñó una envoltura que mantenía intacta la fachada hacia el pueblo -conservando el viejo Cour de Marbre de piedra y ladrillo- y añadía en el lado del jardín un bloque rectangular nuevo. Subdividió la fachada en tres pisos: uno basamental, otro principal y otro ático, más reducido. Sufrió modificaciones con las ampliaciones de Hardouin-Mansart.