Vogelstein er mest kjent for å ha avklart rollen til genet som reparerer DNA i cellene eller som deler seg og ødelegger den aktuelle cellen hvis cellens DNA ikke kan repareres. Et slikt skadet gen er ansvarlig for halvparten av alle tilfeller av kreft. Vogelstein studerte ved Pikesville High School før han ble uteksaminert summa cum laude i 1970 fra Universitetet i Pennsylvania med en lavere grad innen matematikk. Vogelsteins interesse var større innenfor medisin, og han tok sin lege-utdannelse fra The Johns Hopkins University fire år senere.