PGS,TS Vũ Hải Quân tốt nghiệp khoa Toán - Tin, Trường đại học Khoa học Tự nhiên (thuộc ĐHQG) năm 1996 với khóa luận đạt điểm tuyệt đối và được trao Giải nhất - Giải thưởng sinh viên nghiên cứu khoa học. Cùng năm đó, ông tình nguyện ở lại trường làm công tác trợ giảng và tiếp tục nghiên cứu.
Năm 1999-2001, ông tham gia dự án phát triển hệ thống đào tạo từ xa thông qua việc ứng dụng đồ họa mô phỏng các thuật toán và kỹ thuật nén video để truyền bài giảng qua mạng. Dự án này, ông cùng nhóm nghiên cứu đạt Giải nhì - Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật Việt Nam năm 2001.
Tháng 11-2001, ông nhận học bổng sang Italy làm nghiên cứu sinh tại Trường đại học Tổng Hợp Trento. Ở đây, ông tham gia nhóm nghiên cứu về Xử lý ngôn ngữ nói của Viện ITC-Irst. Toàn bộ phương pháp và thực nghiệm của công trình này được ông mô tả trong bài báo khoa học và trình bày tại hội nghị Eurospeech 2005, một trong số ít hội nghị được xếp hạng cao trong lĩnh vực xử lý tiếng nói.
Tháng 2-2005, ông bảo vệ thành công luận án Tiến sĩ và nhận học bổng postdoc ở Đại học Tổng hợp Leuven, đại học danh tiếng của nước Bỉ và nằm trong danh sách 100 trường đại học hàng đầu thế giới. Sáu tháng sau, hệ thống dịch tiếng nói của ITC-Irst mà ông tham gia phát triển đạt giải cao nhất trong cuộc thi dịch máy quốc tế tổ chức ở Đại học Carnegie Mellon (Mỹ), vượt qua các công ty lớn như IBM, Microsoft.
Về nước năm 2007, PGS,TS Vũ Hải Quân lần lượt giữ nhiều chức vụ quan trọng trong ĐHQG, như: Phó Hiệu trưởng Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Giám đốc Trung tâm Đào tạo quốc tế ITEC và Trưởng phòng thí nghiệm trí tuệ nhân tạo AILab của Trường đại học Khoa học Tự nhiên (thuộc ĐHQG).
PGS,TS Vũ Hải Quân còn là người sáng lập CLB Robotics-IoT thuộc phòng thí nghiệm AILab. Với dự tài trợ của Cơ quan ngoại giao Hoa Kỳ, tính từ 2015 đến nay, đã có hơn 2.000 lượt bạn trẻ được đào tạo về lập trình robot, Internet vạn vật.
Ngày 1-10-2018, PGS,TS Vũ Hải Quân được trao danh hiệu Giáo sư Danh dự của Đại học Công nghệ Auckland (AUT) vì những đóng góp của ông khi còn là phó hiệu trưởng Trường đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQG TP Hồ Chí Minh trong việc triển khai chương trình liên kết với AUT đào tạo ngành Công nghệ thông tin chất lượng cao ngay từ năm 2008.
Năm 2017, Thủ tướng Chính phủ bổ nhiệm PGS,TS Vũ Hải Quân giữ chức vụ Phó Giám đốc ĐHQG.
