Детство Вивальди прошло в Венеции, где он обучался игре на скрипке и клавесине, в качестве скрипача иногда замещал своего отца в соборе. В 1693 году он был пострижен в монахи, а в 1703 принял сан священника — однако, по состоянию здоровья был освобожден от проведения мессы. За рыжий цвет волос его иногда называли «рыжим священником».
В этом же году он становится «мастером скрипки» в сиротском доме Pio Ospedale della Pietà в Венеции, где, с несколькими перерывами, служит около 30 лет, с 1716 года в качестве музыкального руководителя. В его обязанности входило обучение сирот игре на скрипке и альте, а также теории музыки, и сочинение и разучивание к каждому празднику новой оратории или концерта. В годы службы в Pietà Вивальди создает более 60 произведений — сольные и хоровые сочинения, инструментальную музыку.
В те же годы композитор начинает издавать свои сочинения. В 1705 году выходит из печати его первый сборник трио-сонат, в 1711 — сборник скрипичных концертов «Гармоническое вдохновение». Концерты Вивальди получают известность в Европе, особенно в Германии. И.С. Бах делает переложения для клавира девяти его скрипичных концертов — «для удовольствия и поучения».
В 1713–1715 годах в Виченце и Венеции были поставлены первые оперы Вивальди — «Оттон», «Орландо» и «Нерон». В 1718 году композитор получает предложение занять место капельмейстера при дворе князя Филиппа Гессен-Дармштадтского, губернатора города Мантуи. В период работы в Мантуе он пишет еще несколько опер, а также работает над концертами, позднее получившими название «Времена года». В Мантуе Вивальди начинает занятия музыкой с молодой певицей Анной Жиро. Анна и ее сестра Паулина в дальнейшем сопровождали «рыжего священника» в путешествиях и проживали с ним в одном доме, что порождало массу слухов и вызывало нарекания со стороны священнослужителей. В 1738 году кардинал-архиепископ Феррары запретил Вивальди въезд в город по причине его «грехопадения» (в результате, намеченная в городе постановка очередной оперы Вивальди провалилась). Однако, композитор всю жизнь последовательно отстаивал честь и достоинство своих спутниц.
В 1723–1724 годах Вивальди дважды посещает Рим, где были с большим успехом поставлены его оперы «Геркулес на Термодонте» и «Джустино». Немецкий композитор Иоганн Кванц отмечал: «публике так понравился „ломбардский стиль“ Вивальди, что с тех пор не хотела слушать другой музыки». Композитор был принят Папой Римским Бенедиктом XIII и исполнил для него отрывки из своих произведений.
По возвращении в Венецию Вивальди получает ряд крупных заказов от городской и иностранной знати. В 1725 году его серенада Gloria Imeneo была исполнена французским послом в Венеции в празднование брака Людовика XV. Известно, что в то время во французском посольстве в Венеции служил Жан-Жак Руссо, высоко ценивший музыку Вивальди и исполнявший некоторые его мелодии на любимой им флейте.
В 1728 году в Триесте состоялась аудиенция Вивальди у императора Священной Римской империи Карла VI. Император восхищался его музыкой и долго беседовал с ним. Вероятно, в связи с этой удачной встречей через 12 лет, в 1740 году, Вивальди принимает решение об отъезде в Вену, чтобы получить там покровительство императора. Однако, к этому времени Карл VI уже скончался, и композитор остается без высочайшего покровительства и надежд на постоянный источник дохода. Менее чем через год он скончался в Вене в полной нищете и был похоронен в могиле для бедных.
Вскоре после смерти имя Вивальди было почти забыто. В 1802 году первый биограф Баха, Иоганн Форкель, выделил имя Вивальди среди мастеров, повлиявших на молодого Иоганна Себастьяна. Лишь через 200 с лишним лет, в 1920-е годы, в Туринской библиотеке и в монастыре в Пьемонте были обнаружены многочисленные рукописи композитора. большой вклад в возвращение его музыки в концертный обиход сыграли дирижеры Альфредо Казелла, Артуро Тосканини, исследователи А. Джентили, М. Ринальди и др.
На сегодняшний день известно более 700 сочинений Вивальди, в том числе более 500 концертов для оркестра с солирующими инструментами (из них 230 — для скрипки), свыше 100 сонат для различных инструментов, около 40 опер (сам композитор в одном из писем называл себя автором 92 опер, но остальные пока не обнаружены), кантаты, оратории и многочисленные духовные сочинения.