Vai mengirimi Zappa surat berupa transkrip untuk lagu The Black Page, sebuah instrumental untuk drum, bersamaan dengan kaset yang berisi permainan gitar Vai. Zappa sangat terkesan dengan itu, dan pada tahun 1979 dia mempekerjakan Vai untuk mentranskipkan beberapa solo gitarnya, termasuk beberapa dari album Joe’s Garage dan beberapa seri dari Shut Up n’ Play Yer Guitar. Transkrip ini di publikasikan pada tahun 1982 dalam The Frank Zappa Guitar Book. Sementara ia menjadi transkriber sewaan, Vai sering melakukan Overdubs pada banyak dari lagu-lagu Zappa yang ada di album You Are What You Is. Setelah itu dia menjadi anggota penuh di bandnya Zappa tersebut dan ikut tur pertama dengan Zappa pada musim gugur tahun 1980. Salah satu penampilan yang memuat Vai pada gitar di rekam di Bufallo, yang di rilis pada tahun 2007.Setelah meninggalkan Zappa dia pindah ke California, dimana dia merekam album perdananya Flex Able pada tahun 1983 dan tampil di beberapa band. Pada tahun 1985 dia menggantikan posisi Yngwie Malmsteen di bandnya Graham Bonnet sebagai Lead gitaris Alcatrazz. Dimana dia ikut merekam album Disturbing The Peace. Kemudian pada tahun 1985 dia bergabung dengan mantan vokalis Van Halen yaitu David Lee Roth untuk merekam album Eat ‘Em And Smile dan Skyscraper.
Pada tahun 1986 Vai main di bandnya John Lydon Public Image pada album yang di beri judul Album (yang juga di kenal sebagai Compact Disc atau Kaset). Kemudian pada tahun 1989 Vai bergabung dengan WhiteSnake menggantikan posisi Vivian Campbell. Ketika Adrian Vandenberg mengalami kecelakaan pergelangan tangannya, Vai memainkan semua bagian gitar sendiri pada saat rekaman album Slip Of The Tounge. Vai juga main bersama Joe Satriani di albummnya Alice Cooper yang berjudul Hey Stoopid di lagu Feed My Frankenstein. Vai terus mengadakan tur secara teratur, baik dengan bandnya sendiri maupun dengan gurunya Joe Satriani di tur G3. Mantan bassist David Lee Roth dan Mr Big, Billy Sheehan ikut bergabung dengannya pada saat tur. Pada tahun 1994, Vai mulai menulis dan merekam lagu dengan Ozzy Osbourne. Hanya satu track untuk sesi ini yaitu My Little Man yang di rilis di album Ozzmosis. Walaupun Vai yang menuis lagu ini, dia tidak tampil di album ini. Bagian gitarnya di gantikan oleh Zakk Wylde. Track lainnya Dyin’ Day muncul di album Vai Fire Garden. Anggota band Vai pada tahun 90-an adalah Mike Mangini pada drum, Mike Keneally pada gitar, dan Phillip Bynoe pada Bass. Pada tahun 1994, Vai menerima Grammy Award untuk penampilannya di lagu Frank Zappa yang berjudul Sofa dari album yang berjudul Zappa’s Universe.
Steve Vai Merilis sebuah DVD waktu tampil di astoria di Londonpada bulan Desember 2001. Anggota band pada saat itu adalah Billy Sheehan, gitaris/keyboardis Tony McAlpine, gitaris DaveWeiner dan seorang drummer asal Australia Virgil Donaty.
Pada bulan Februari 2005, Vai memainkan dual gitar perdananya (electric dan classical) yang di panggilnya dengan The Blossom Suite dengan seorang gitaris klasik Sharon Isbin di Châtelet Theater di Paris. Banyak dari lagu-lagu Steve Vai di pakai dalam Video Game maupun sebagai Soundtrack Film. Steve Vai tinggal di Encino, California dengan keluarganya. Vai menikah dengan Pia Maiocco, mantan pemain Bass Vixen. Vai dan Maiocco mempunyai dua orang anak, Julian dan Fire. Vai juga adalah seorang Vegetarian ketat. Vai mengatakan pada Veggies Rock bahwa “Ini semua mempengaruhi musik saya sebagaimana yang Saya percayai bahwa apapun yang kita masukkan ke dalam tubuh kita akan mempengaruhi cara kita berpikir”. “Dan cara kita berpikir akan mempengaruhi apa yang akan kita ciptakan. Jadi Saya tidak bisa mengatakan kepada kalian semua bahwa menjadi vegetarian mempengaruhi musik Saya, namua Saya yakin itu ada pengaruhnya.” Banyak dari para fans terkejut dengan gaya hidupnya sebagai seorang vegetarian ini karena dia tidak pernah mengungkapkannya. “Menurut Saya semua orang harus mencari apa yang terbaik buat kehidupannya. Saya tidak menilai seseorang dari apa yang di makannya. Itu dunia mereka dan semua orang harus menemukan apa yang tepat buatnya”.