Vanadium blev opdaget af Andr Kris Manuel del Rio, en spansk kemiker, i 1801. Rio sendte prøver af vanadiummalm og et brev, der beskriver hans metoder til Institute de France i Paris, Frankrig, til analyse og bekræftelse. Desværre for Rio gik hans brev tabt i et skibsvrag, og Instituttet modtog kun hans prøver, som indeholdt en kort note, der beskrev, hvor meget dette nye element, som Rio havde navngivet erythronium, lignede krom. Rio trak sit krav tilbage, da han modtog et brev fra Paris, der bestred sin opdagelse. Vanadium blev genopdaget af Nils Gabriel Sefstrr, en svensk kemiker, i 1830, mens han analyserede prøver af jern fra en mine i Sverige. Vanadium blev isoleret af Sir Henry Enfield Roscoe, en engelsk kemiker, i 1867 ved at kombinere vanadiumtrichlorid (VCl3) med brintgas (H2). I dag opnås vanadium primært fra mineralerne vanadinit(Pb5 (VO)3CL) og carnotit(K2 (UO2)2vo4·1-3H2O) ved opvarmning af knust malm i nærværelse af kulstof og chlor til fremstilling af vanadiumtrichlorid. Vanadiumtrichlorid opvarmes derefter med magnesium i en argonatmosfære.
Vanadium er korrosionsbestandigt og bruges undertiden til at fremstille specielle rør til den kemiske industri. Vanadium absorberer heller ikke let neutroner og har nogle anvendelser i atomkraftindustrien. Et tyndt lag vanadium bruges til at binde titanium til stål.
næsten 80% af det producerede vanadium anvendes til fremstilling af ferrovanadium eller som tilsætningsstof til stål. Ferrovanadium er en stærk, stødbestandig og korrosionsbestandig legering af jern, der indeholder mellem 1% og 6% vanadium. Ferrovanadium og vanadium-stållegeringer bruges til at lave ting som aksler, krumtapaksler og gear til biler, dele af jetmotorer, fjedre og skæreværktøjer.
Vanadium pentoksite (V2O5) er måske vanadium mest nyttige forbindelse. Det bruges som en mordant, et materiale, der permanent fikserer farvestoffer til stoffer. Vanadium anvendes også som katalysator ved visse kemiske reaktioner og ved fremstilling af keramik. Vanadium kan også blandes med gallium for at danne superledende magneter.