Precoce talento americano, la piccola Vanessa debutta a sette anni al cinema nel film indipendente Easy, ma aveva già avuto una piccola parte l'anno precedente nella serie che la renderà nota: Senza traccia; partecipa a molte altre serie tv divenute grandi successi come Dexter e Una mamma per amica.

Le commedie le sono congeniali
Il talento attoriale è di famiglia, visto che la giovane Vanessa ha una sorella minore, Laura, anch'essa attrice al cinema e in tv fin da piccolissima. In Senza traccia, in cui Vanessa recita fin dal 2002, le due Marano interpretano due sorelle anche sullo schermo, mescolando così realtà e finzione.
Al cinema la vediamo poco inizialmente, dedicando Vanessa gran parte del suo tempo alle serie tv, mentre negli ultimi anni ha intensificato le partecipazioni su grande schermo; nel 2008 era Layne Abeley nella commedia The Clique, mentre l'anno seguente ha preso parte a Dear Lemon Lima commedia malinconica molto apprezzata da critica e pubblico per la sua delicata rappresentazione della realtà adolescenziale; in seguito la vediamo in The Secret Loves of Dorks (2011).

Le serie tv le danno popolarità
La primissima serie tv alla quale prende parte Vanessa Marano è Senza traccia, in cui comparirà periodicamente dal 2002 al 2009, ed è anche quella che le regalerà maggiore popolarità, con il ruolo della figlia maggiore di Jack Malone, Hanna.
Il volto di Vanessa Marano è familiare agli appassionati del longevo Una mamma per amica, dove la Marano interpretava April Nardini, la figlia di Luke, e ai fan di The Comeback, in cui era Francesca, la figlia della vincitrice di un Emmy Award Lisa Kudrow. Uno dei primi lavori affrontati è nel discusso e acclamato tv movie The Brooke Ellison Story, incentrato sulla prima ragazza tetraplegica a laurearsi ad Harvard. Nel 2005 la tredicenne Vanessa partecipa a due episodi di Six Feet Under; qui conosce Michael C. Hall, che ritroverà sul set di Dexter quattro anni più tardi. Nel 2008 passa da un episodio di The Closer a uno di Ghost Whisperer, per poi approdare al drama Trust me, dove si ferma per cinque episodi.

Soap opera, telefilm e tv movie
Dal 2008 al 2010 Vanessa Marano è stata assoldata per far parte del cast della soap opera Febbre d'amore, in onda in Italia dal 1983 e in America dal 1973.
Tra 2010 e 2011 è impegnatissima sul piccolo schermo e saltella per uno o due episodi dal set di Love Bites a quello di Past life (quest'ultima a metà tra poliziesca e paranormale), da quello di Medium a quello di Parenthood, fino a fermarsi più stabilmente su quello di Scoundrels, serial americano basato su quello neozelandese Outrageous Fortune. La Marano affianca Lucy Liu nella miniserie in due episodi Marry Me e compare poi nel rodato medical drama Private Practice e nel nuovo serial, Switched at Birth, che ha debuttato nel 2011 in America e riserva alla giovane Vanessa un ruolo di primissimo piano.