Tidlige anslag over diameteren til Vesta varierte fra 383 km (i 1825) til 444 km. E.C. Pickering utarbeidet et estimat på 513 ± 17 km i 1879, noe som er nær dagens verdi for den gjennomsnittlige diameteren, men etterfølgende overslag varierte fra lave 390 km og opp til høye 602 km i løpet av det neste århundre. De målte overslagene var basert på fotometri. I 1989 ble det brukt interferometri for å måle en dimensjon som varierte mellom 498 og 548 km i løpet av en rotasjonsperiode. I 1991 ble en okkultasjon av stjernen SAO 93228 observert fra flere steder i det østlige USA og Canada. Basert på observasjoner fra fjorten forskjellige steder, er de beste dataene en elliptisk profil med dimensjoner på ca. 550 km × 462 km.