Väänänen studerte ved Helsingfors universitet, og besøkte Frankrike og Italia på studiereiser. Han skrev en grunnleggende doktoravhandling om utviklingen av vulgærlatin, . I 1938 ble han assistentprofessor i klassisk filologi. I 1951 overtok han lærestolen i romanistikk ved samme universitet, og beholdt denne stillingen til han gikk av i 1971. Fra 1959 til 1962 og fra 1968 til 1969 var han dessuten direktør for Det finske instituttet i Roma.