Vinh, 2012 Londra ve 2016 Rio Olimpiyatları'nda ülkesini temsil etti. Londra'da 10 metre havalı tabanca mücadelesini 9. tamamlayarak finale kalamayan sporcu, 50 metre tabancada ise 4. olarak madalyayı kaçırdı. Rio'da mücadele ettiği iki kategoriden, 10 m havalı tabancada şampiyon olmayı başardı. Vinh böylece, Vietnam'a Olimpiyat tarihindeki ilk altın madalyayı kazandıran isim olu. Daha sonra çıktığı 50 m tabancada ise gümüş madalya kazandı. Vinh bu sonuçla iki Olimpiyat madalyası kazanan ilk Vietnamlı olmayı da başardı.