Theo Znews, năm 2000, GS Nguyễn Thành Vinh đại diện THPT chuyên Lam Sơn, tham gia cuộc thi Đường lên đỉnh Olympia mùa đầu tiên. Anh xuất sắc vào tới trận chung kết diễn ra vào ngày 26/3/2000 và đã về nhì với 250 điểm.

Trong cuộc phỏng vấn với Tiền Phong năm 2014, GS Nguyễn Thành Vinh cho biết, sau khi thi Đường lên đỉnh Olympia, anh tham dự kỳ thi Olympic Hóa quốc tế cho học sinh cấp 3 và giành huy chương bạc. Sau đó, anh đi du học ở Sydney (Australia), theo một học bổng do Chính phủ Australia cấp chứ không phải học bổng từ Olympia-LG như mọi người nhầm tưởng. Tiếp đó, anh làm tiếp nghiên cứu sinh để lấy bằng tiến sĩ, cũng nhờ một học bổng tương tự của Chính phủ Australia.

Năm 2019, GS Nguyễn Thành Vinh nhận được học bổng của Chính phủ Australia dành cho các nhà nghiên cứu xuất sắc. Anh tiếp tục được bổ nhiệm làm giáo sư trợ lý (chức danh tương đương phó giáo sư ở Việt Nam) của Đại học New South Wales khi mới chỉ 39 tuổi. Hiện nay, anh là giáo sư tại Đại học New South Wales.

Theo Vie​tnamnet, tại buổi gặp gỡ các nhà khoa học, doanh nhân kiều bào ở nước ngoài do Đại học Bách khoa Hà Nội tổ chức ngày 6/2/2026, GS Nguyễn Thành Vinh cho hay mục đích chuyến về nước lần này của anh là tìm kiếm cơ hội hợp tác với các trường đại học trong nước.

Đây không phải lần đầu tiên vị giáo sư ngành Hóa hữu cơ tìm kiếm cơ hội bắt tay với các cơ sở giáo dục trong nước. Trước đó, anh đã nhiều lần trở về Việt Nam, gặp gỡ các viện, trường với tinh thần cởi mở, sẵn sàng đóng góp chuyên môn và kinh nghiệm tích lũy sau nhiều năm làm việc ở môi trường quốc tế. Tuy nhiên, đến nay, mọi việc vẫn chỉ dừng ở mức trao đổi, chưa có sự hợp tác nào cụ thể.

Bên cạnh thành tích học tập và sự nghiệp nghiên cứu khoa học, GS Nguyễn Thành Vinh còn được khán giả biết đến qua bộ phim truyền hình "Phía trước là bầu trời". Sau khi tham gia Đường lên đỉnh Olympia năm 2000, anh góp mặt trong tác phẩm này với vai Nam.

Nhắc lại trải nghiệm diễn xuất, anh chia sẻ: “Đó là một trải nghiệm thú vị của tuổi trẻ. Nhưng sau này, tôi nhận ra mình đã có lúc hơi đi lạc khỏi con đường mình nên đi và cũng có lúc nghĩ giá như không có chút ‘danh tiếng’ đó lại hay hơn. Tôi xác định con đường mình đi là học tập và nghiên cứu khoa học”.

Trong cuộc phỏng vấn với Znews, đạo diễn Đỗ Thanh Hải cho biết anh quen Nguyễn Thành Vinh khi thực hiện chương trình Gặp nhau cuối năm. Biết Á quân Đường lên đỉnh Olympia năm 2000 chuẩn bị tham gia kỳ thi Olympic, đạo diễn tìm gặp anh để cân nhắc cho vai Nam.

Theo Đỗ Thanh Hải, nhân vật Nam cần một gương mặt sáng sủa, có vẻ ngoài tri thức và Nguyễn Thành Vinh là lựa chọn phù hợp. Dù chưa từng qua trường lớp đào tạo diễn xuất, anh vẫn thể hiện tròn vai cậu sinh viên “mọt sách”, thông minh và trầm tính.

Trong chương trình Cuộc sống thường ngày của VTV năm 2014, GS Nguyễn Thành Vinh từng kể: “Một trong những cảnh quay khó nhất của tôi là cảnh Nam khóc sau khi ăn trộm xe đạp, rời xóm trọ ra đi và gặp chị Thương - chị cả của xóm trọ. Thật sự tôi chưa từng khóc trong tình huống tương tự như thế nên thấy rất khó. Giải pháp của đạo diễn Đỗ Thanh Hải là dùng thuốc nhỏ mắt”.