Originaire de Rennes (Ille-et-Vilaine) où elle voit le jour le 11 juin 1973, Vanessa Wagner est reçue au diplôme du Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris à l'âge de 17 ans après avoir étudié dans la classe de Dominique Merlet. Pianiste douée, elle suit des cours de perfectionnement auprès du virtuose Jean-François Heisser puis à l'Académie de Cadenabbia (Italie), en 1995, avec le maître Leon Fleisher et les professeurs renommés que sont Murray Perahia et Alexis Weissenberg.
Préparée à l'interprétation d'oeuvres romantiques, Vanessa Wagner étudie également l'écriture et l'interprétation de pièces contemporaines. Son premier récital consacré à Scriabine (Lyrinx, 1998) est suivi de recueils Mozart, Rachmaninov et Schumann pour le même label. En 1999, la pianiste est nommée « révélation soliste instrumentale » aux Victoires de la musique classique. L'année suivante, le compositeur Pascal Dusapin lui dédie ses Études pour piano n°3 & n°7 qu'elle exécute en deux temps.
La carrière de Vanessa Wagner prend un nouvel essor à partir de 2005 quand paraît un recueil consacré à Debussy (Images et Estampes) et un opus Benjamin Britten, élu Diapason d'or et Choc de la musique, dans lequel elle interprète avec Ophélie Gaillard la Sonate pour violoncelle et piano. Le documentaire de Marie-Hélène Rebois Le Piano de Vanessa Wagner qui retrace son parcours est diffusé sur la chaîne Mezzo.
Après le récital Variations paru en 2008, la pianiste reçoit un accueil très favorable de la critique pour son album Schubert (2010), enregistré avec Henri Demarquette. En 2012, la revue Pianiste lui offre sa couverture à l'occasion de la sortie de son Second concerto pour piano du compositeur méconnu Théodore Dubois (1837-1924). La même année paraît son interprétation des Études pour piano (Actes Sud) de Pascal Dusapin. En 2014, son premier récital consacré à Maurice Ravel comprend les pièces Ma Mère l'Oye, Valses nobles et sentimentales, Gaspard de la nuit et Pavane pour une infante défunte.