1952 schloss sich Vaughn an der Universität von Bowling Green, Kentucky, als Pianist und Sänger dem Gesangstrio The Hilltoppers an. Ihr erste, selbstgeschriebene Single, Trying, war sofort ein Charthit und über Jahre konnten sie einen Top-20-Hit an den anderen reihen. Ihr größter Erfolg war der Millionenseller "P.S. I Love You", ein Remake eines 30er-Jahre-Hits.

1954 wechselte Vaugn als musikalischer Direktor zu ihrem Musikverlag Dot Records. Mit einem eigenen Orchester begleitete er die Fontane Sisters bei ihrem Nummer-Eins-Hit Hearts Of Stone. Noch im selben Jahr landete er mit seiner Orchesterversion der Melody Of Love einen eigenen Millionenseller und erreichte Platz 2 in den USA. Auch in den folgenden Jahren war er sowohl selbst als auch als Begleiter anderer Stars überaus erfolgreich. 1957 hatte er alleine mit Pat Boone vier Millionenseller, davon drei Nummer-Eins-Hits. Vaughn verstand es nicht nur meisterhaft, alte Klassiker mit eigenem Stil wieder aufzubereiten, sondern er setzte vor allem die R & B-Musik und den Rock 'n' Roll der schwarzen Musiker auf eine eigene Art um und arrangierte sie so, dass sie in dieser Form anders als die Originale auch unter der weißen Bevölkerung ein großes Publikum fand.

Im Jahr 1958 hatte er seinen größten und bekanntesten Hit mit seiner Orchesterversion von Sail Along Silv'ry Moon. Der US-Millionenseller war der Beginn seines internationalen Durchbruchs vor allem in Deutschland und Japan. In diesem Jahr hatte er mit diesem Lied und mit La Paloma zwei Nummer-Eins-Hits in Folge und mit Blue Hawaii, Morgen und Wheels hatte er weitere Superhits in Deutschland, die allesamt mit Gold ausgezeichnet wurden. Mit seinen fünf Auszeichnungen wurde er nur noch vom legendären Freddy Quinn übertroffen.

Bis in den frühen 60ern war er immer wieder in den Charts vertreten, dann wurde er, wie alle Orchestermusik, zunehmend von der Beat-Welle verdrängt und so zog er sich allmählich aus dem Musikgeschäft zurück. Trotzdem bleibt er einer der erfolgreichsten Orchesterchefs überhaupt. Von 1958 bis 1970 war er mit 36 Alben in den US-Albumcharts vertreten.

Vaughn starb im September 1991 an Krebs.