Vincent Rottiers fait du théâtre dans le cadre de son collège. Il décide de prendre un agent, mais aucune proposition n'arrive. C'est finalement dans la rue que, bien vite, on le repère : il décroche ainsi à 15 ans le rôle principal des Diables de Christophe Ruggia (2001). Il interprète avec une authenticité bluffante un gamin abandonné, qui fait des fugues à répétition avec sa soeur adorée.

Après des participations à Narco et La Maison de Nina, Vincent Rottiers trouve deux autres beaux rôles d'ados en manque de repères, celui que Vanessa Paradis prend sous son aile dans Mon ange (2005) et celui qui est recueilli par Julie Depardieu dans Le Passager d'Eric Caravaca, un personnage qui lui vaudra une nomination au César du Meilleur espoir en 2007.

Vincent Rottiers tente ensuite une incursion dans la comédie grand public (L'Île aux trésors) et apparaît dans deux grosses productions historiques (L'Ennemi intime, Les Femmes de l'ombre). En 2009, c'est un cinéma intimiste qui offre des personnages marquants à l'acteur, dont l'intensité laisse entrevoir une sensibilité d'écorché vif : ado écartelé entre sa famille d'adoption et sa mère biologique dans Je suis heureux que ma mère soit vivante de Claude Miller et Nathan Miller, il joue les petits voyous dans A l'origine et Qu'un seul tienne et les autres suivront.