Der Musikstil von Vangelis ist vielfältig und reicht von der so genannten New Age-Musik bis hin zum "Dark Ambient". Seine bekanntesten Kompositionen umfassen die 1982 mit dem Oscar ausgezeichnete Musik zum Film Die Stunde des Siegers sowie die Filmmusiken zu Blade Runner und 1492 - Die Eroberung des Paradieses (1492: Conquest of Paradise). Er komponierte außerdem die Hymne der Fußballweltmeisterschaft 2002.

Vangelis begann schon mit vier Jahren zu komponieren und hat sich sein musikalisches Wissen größtenteils selber angeeignet. Er weigerte sich, traditionelle Klavierstunden zu nehmen, und hatte während seiner gesamten Karriere kein wesentliches Wissen über Notenlesen oder -schreiben. Er studierte Malerei an der Akademie der Schönen Künste in Athen.

In den frühen 1960ern gründete er die Popgruppe "Forminx" (manchmal "Formynx" geschrieben), die in Griechenland sehr bekannt wurde. Während der Studentenrevolte 1968 zog er nach Paris und gründete die Progressive-Rock-Gruppe "Aphrodite's Child" mit Demis Roussos und Lucas Sideras. Sie hatte eine Hitsingle: Rain and Tears. Das Konzeptalbum 666 (The Number Of The Beast) gilt heute als ein Klassiker des Progressive Rock. Die Gruppe trennte sich 1972, allerdings hatte Roussos noch mehrere Auftritte in späteren Werken von Vangelis.

Vangelis begann seine Solokarriere 1973 mit dem Schreiben der Filmmusik für zwei Filme des französischen Filmemachers Frederic Rossif. Sein erstes offizielles Soloalbum war Earth 1974. Ungefähr zur gleichen Zeit probte er wieder mit einer weiteren Progressive Rock-Band, "Yes". Obwohl er nie wirklich Mitglied wurde, schloss er mit dem Yes-Sänger Jon Anderson Freundschaft und arbeitete später oft mit ihm zusammen. Er und Jon Anderson veröffentlichten zusammen vier Alben von 1980 bis 1991 unter dem Namen "Jon & Vangelis" und landeten mit "I'll Find My Way Home" 1981 einen internationalen Hit.

Nachdem er nach London gezogen war, unterzeichnete Vangelis einen Vertrag mit RCA Records, baute sein eigenes Studio auf (Nemo Studios) und begann mit der Arbeit an einigen Alben mit elektronischer Musik. Die Musik des Albums Heaven and Hell von 1975 wurde später als Thema der BBC-Fernsehserie „Cosmos“ benutzt.

1982 gewann Vangelis den Oscar für die Filmmusik in Chariots of Fire. Raphael Preston, seit 1977 für die Nemo-Studios tätig: „Chariots of Fire war die erste Synthesizer-Filmmusik, die einen Oscar gewann. Dies zeigte, dass Hollywood Synthesizer-Musik als etwas von echtem künstlerischen Wert ansah; es ebnete den Weg für eine ganze Generation von Komponisten und etablierte eine neue Herangehensweise an Filmmusik.“ 1982 begann Vangelis, mit dem Regisseur Ridley Scott zu arbeiten. Vangelis schrieb die Musik für Blade Runner und zehn Jahre darauf für 1492 - Die Eroberung des Paradieses. Der Boxer Henry Maske verwendete Conquest of Paradise dann als Begleitmusik für seinen Einmarsch in die Halle, nachdem er die bisher verwendete Musik aus "Carmina Burana" von Carl Orff nach einem verlorenem Rechtstreit mit den Erben nicht mehr verwenden durfte. Durch die geschickte Marketingmaschinerie von RTL wurde die aus der zugehörigen CD ausgekoppelte Single dann zu einer der meistverkauften Singles in Deutschland. Außerdem schrieb Vangelis auch die Musikuntermalung für viele Dokumentarfilme Jacques Cousteaus.

Das 2001 erschienene Mythodea (vom Stil her eher orchestrale als elektronische Musik), das 1993 geschrieben wurde, wurde von der NASA als Thema für die Marsmissionen verwendet.

2004 hat Vangelis die Filmmusik für Oliver Stones Filmversion von Alexander dem Großen vollendet.

Er lebt derzeit in Athen.

Vangelis setzt(e) häufig den Yamaha CS-80-Synthesizer ein, der prägend auf den Filmmusiken zu "Blade Runner" und "Die Stunde des Siegers" zu hören ist. Zeitweise waren acht