Nacque nel 1633 da una famiglia della piccola nobiltà, entrò nell'esercito, in qualità di cadetto nel 1651. La guerra contro la Spagna lo vide guidare un assedio dietro l'altro: già nel 1655 si guadagnava il grado di Ingenieur ordinaire du Roi, in pratica di consigliere del sovrano per le fortificazioni.

Fu il più abile ingegnere militare dell'epoca moderna, senza distinzione di scuole; lasciò parecchi scritti sull'arte degli assedi, ma non sulle fortificazioni. In queste non fu partigiano di alcun metodo, ma ebbe soprattutto il merito di lasciarsi guidare nelle disposizioni dal terreno e dalle successive modificazioni che avvenivano nelle armi e nella tattica.

I suoi lavori si possono suddividere sostanzialmente in tre metodi diversi:

Primo sistema, o maniera, del Vauban, non si discosta di molto dalle elaborazioni messe a punto, in quegli anni, dai trattatisti italiani e francesi e si avvicina molto, nella sua elegante semplicità, alle concezioni del Pagan. L'impianto della fortificazione era basato su un tracciato poligonale bastionato; l'elemento fondamentale, che serviva per il tracciamento del complesso, era la lunghezza, fissa e predeterminata, del fronte bastionato, cioè della distanza intercorrente tra i vertici di due bastioni successivi. Il numero di fronti bastionati dipendeva dalle dimensioni che si volevano dare al complesso e dalle necessità imposte dal terreno. La lunghezza del fronte bastionato era fissata in 330 m; tutte le misure degli altri elementi della fortezza, i fianchi, e le facce dei bastioni, l'ampiezza del fossato, le dimensioni delle controguardie e così via, erano sottomultipli di tale misura fondamentale.

Questo primo sistema prevedeva anche, come elemento caratterizzante, la ricomparsa, a raccordare le facce del bastione con il suo fianco ritirato, dell'orecchione, cioè di un raccordo curvo invece dell'ormai usuale terminazione piatta.

Secondo sistema del Vauban. Più sofisticato del precedente. Esso prendeva le mosse dalla considerazione che, qualora un bastione fosse caduto nelle mani degli assedianti, la fortezza poteva, così com'erano organizzate le difese, considerarsi caduta, in quanto intenibile per i difensori. Per ovviare a questo inconveniente, Vauban distaccò i bastioni dalla linea di difesa principale, trasformandoli in pratica in colossali controguardie isolate dal resto delle fortificazioni dal fossato, ora scorrente non soltanto davanti, ma anche alle loro spalle. A raccordare gli angoli, rimasti sguarniti, della linea di difesa principale, vennero poste delle torri-bastione: una creazione tipica del Vauban. Si trattava in pratica, di torri poligonali a due piani, l'inferiore dei quali ospitava una serie di casematte i cui pezzi potevano coprire il fossato, mentre quello superiore alloggiava una serie di cannoni che comandavano non solo le cortine, ma anche l'interno del bastione che sorgeva dinnanzi, i cui occupanti si trovavano così esposti al tiro di questi pezzi.

Sotto molti punti di vista il secondo sistema del Vauban assomigliava all'inviluppo proposto dal Pagan; i bastioni distaccati e le tenaglie sono separati solo da stretti fossati scavalcati da ponti levatoi e formano in pratica, verso l'esterno, un fronte unico. Un esempio di tale metodo si trova nella cinta di Landau.

Veduta aerea di Neuf-Brisach che evidenzia la complessità delle difese

Terzo sistema del Vauban detto di Neuf-Brisac, l'unica fortificazione realizzata. La progettò nel 1698 e fu portata a termine nel 1706 dopo la sua morte che avvenne un anno prima. Si tratta di un sistema ancora più raffinato del secondo, che prevede un'ancor più ampia serie di difese in profondità. Le torri-bastione rimangono, ma sorgono ora da bassi bastioni dai fianchi estremamente ridotti; in più, gli angoli salienti formati dai rivellini sono inviluppati dalle controguardie

Le varie modifiche e manipolazioni di questi sistemi difensivi non potevano consistere altro che in opere addizionali esterne, o nel rinforzo di tali opere quando già esistevano. Il rivellino o la mezzaluna potevano essere rinforzati con un ridotto interno; potevano essere realizzate frecce o lunette, piccole opere avanzate affacciate sullo spalto per meglio proteggere la strada coperta; e, soprattutto, potevano essere realizzate varianti avanzate del fronte bastionato, come opere a corno, a corona, a cappello di prete e simili (questi nomi derivavano, solitamente, dalla forma assunta dalla loro pianta).

Nel 1748 venne fondata in Francia la Scuola di Mezieres, destinata ad imprimere uniformità ai lavori di fortificazione ed a dare agli ingegneri del corpo dei tipi da imitare. Si presero per modelli di studio i fronti di Vauban e Cormontaigne.

Trai suoi meriti, quello di anticipare il principio della separazione degli organi di combattimento da quelli di sicurezza, e metterlo in opera  nelle piazze di Belfort, Landau e di Neuf-Brisach (anticipando l'evoluzione avvenuta nel periodo della fortificazione contemporanea).