La carrière de Pierre Vimont s’étend sur près de 40 ans. Il a d’abord travaillé comme deuxième secrétaire à l’ambassade de France à Londres en 1977 – 1978, puis comme premier secrétaire de 1978 à 1981. De 1981 à 1985, il a travaillé au service de presse et d’information à Paris avant de rejoindre l’EastWest Institute à New York City de 1985 à 1986. De 1986 à 1990, M. Vimont a été deuxième conseiller à la Représentation permanente de la France auprès de la Communauté européenne à Bruxelles. De 1990 à 1993, il a été chef de cabinet des ministres successifs des affaires européennes Édith Cresson et Élisabeth Guigou. Il a ensuite été directeur du développement et de la coopération scientifique, technique et éducative (1993-1996), directeur général adjoint des relations culturelles, scientifiques et techniques (1996-1997) et directeur de la coopération européenne (1997-1999). Entre 1999 et 2002, il a été ambassadeur et représentant permanent de la France auprès de l’Union européenne à Bruxelles, puis directeur de cabinet de trois ministres français des affaires étrangères, Dominique de Villepin (2002-2004), Michel Barnier (2004-2005) et Philippe Douste-Blazy (2005-2007). Le président français Nicolas Sarkozy l’a nommé ambassadeur aux États-Unis en 2007 et il a été nommé premier secrétaire général exécutif du Service européen pour l’action extérieure en 2010.

En 2015, il a été nommé envoyé personnel du président du Conseil européen, Donald Tusk. À ce titre, il a dirigé les préparatifs de la conférence de La Valette entre l’UE et les pays africains, qui visait à s’attaquer aux causes de la migration illégale et à lutter contre le trafic et la traite des êtres humains. Pierre Vimont a également été l’envoyé spécial de l’initiative française pour une conférence de paix au Moyen-Orient en 2016. Le président français Emmanuel Macron l’a ensuite nommé en 2019 envoyé spécial pour l’architecture de sécurité et de confiance avec la Russie.

Diplômé en droit de l’Institut d’études politiques, il est un ancien élève de l’École nationale d’administration. Il est également chevalier de l’Ordre National du Mérite.