Учился у своего отца Лорана Вуэ. В 1611 Вуэ сопровождал французского посла Санси в Константинополь и во время этой поездки написал портрет турецкого султана. Возвращаясь с Востока, он остался на пятнадцать лет в Италии; там он работал по заказам семей Барберини и Дориа в Риме и Генуе. Изучение итальянской живописи оказало огромное влияние на формирование его стиля. В 1627 Людовик XIII пригласил Вуэ во Францию, и художник всю оставшуюся жизнь прожил в Париже, работая над украшением церквей и дворцов. Умер Вуэ в Париже 30 июня 1649.