A.- S._ travaillait comme maçon. Souffrant de troubles dorsaux, il a été mis au bénéfice une demi-rente d'invalidité, fondée sur un taux d'invalidité de 55 %, dès le 1er janvier 1993 (décision du 20 octobre 1995). L'assuré a déféré cette décision au Tribunal des assurances du canton de Vaud, qui l'a débouté par jugement du 5 décembre 1996. Par arrêt du 15 septembre 1997, le Tribunal fédéral des assurances a confirmé ce jugement, tout en fixant le taux d'invalidité à 62,13 %.
Entre-temps, le 5 août 1996, S._ a déposé une demande de révision de sa rente. Il y indiquait notamment que depuis le 1er septembre 1996, il avait trouvé un emploi de concierge rémunéré à raison de 860 fr. par mois et demandait la modification de son taux d'invalidité en conséquence.
L'Office AI pour le canton de Vaud (ci-après :
l'office) a alors requis l'avis des médecins traitants de l'assuré (cf. les rapports des docteurs A._, B._ et C._, respectivement des 9 février, 12 octobre et 23 novembre 1998).
Se fondant sur ces pièces, l'office a rejeté la demande, par décision du 30 septembre 1999. Il a considéré que les atteintes dont l'assuré était affecté étaient demeurées inchangées par rapport à la situation antérieure.
B.- Par jugement du 24 août 2000, le Tribunal des assurances du canton de Vaud a rejeté le recours formé par l'assuré contre la décision de l'office.
C.- S._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement, dont il requiert l'annulation.
Il conclut, sous suite de frais et dépens, à l'allocation d'une rente entière d'invalidité.
L'office conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé.

Considérant en droit :
1.- Les dispositions légales et les principes jurisprudentiels applicables à la révision du droit à la rente ont été correctement rappelés dans le jugement entrepris (consid. 2). Il suffit par conséquent d'y renvoyer.
2.- Les premiers juges ont considéré que les troubles psychiques diagnostiqués par le docteur C._ dans son rapport du 23 novembre 1998 ne pouvaient être qualifiés d'atteintes à la santé ayant valeur de maladie. Ils ont par ailleurs estimé qu'on pouvait raisonnablement exiger de S._, en vertu de son obligation de diminuer le dommage, qu'il surmonte ses difficultés d'ordre psychique et mette à profit sa capacité de travail résiduelle dans une activité adaptée. Aussi bien ont-ils conclu que son état de santé ne s'était pas modifié de manière à influencer son droit à la rente.
Le recourant soutient au contraire que les avis médicaux versés au dossier, en particulier celui du docteur C._, démontrent à satisfaction de droit qu'il n'est plus en mesure de travailler au-delà de 25%. Or, en substituant purement et simplement leur point de vue à celui de ses médecins traitants, les juges cantonaux ont méconnu le fait qu'il appartient au médecin et non pas au juge de poser un diagnostic et de se prononcer sur la capacité de travail résiduelle d'un assuré.
3.- La décision initiale du 20 octobre 1995 s'appuyait, notamment, sur les conclusions d'une expertise médicale effectuée dans un Centre médical d'observation de l'assurance-invalidité (COMAI), laquelle avait révélé, chez l'assuré, divers troubles dégénératifs au dos (discopathie L4-L5, discopathie L5-S1 avec hernie discale et arthrose des articulaires postérieurs); ces troubles l'empêchaient de poursuivre son métier de maçon sans faire obstacle à l'exercice d'une activité adaptée à 80% au moins (rapport du 20 décembre 1994). A l'époque, aucune incapacité de travail pour des raisons psychiques n'avait été retenue (voir également sur ce point le consid. 4 de l'arrêt de la Cour de céans du 15 décembre 1997).
Dans son rapport du 12 octobre 1998, le docteur B._ n'a pas noté - sur le plan rhumatologique - de modification significative de l'état de santé du recourant par rapport à 1994. Bien que ce médecin ait conclu à une capacité de travail résiduelle d'un pourcentage sensiblement inférieur à celui des médecins du COMAI, on peut toutefois admettre que le recourant dispose, d'un point de vue strictement somatique, de la même aptitude au travail qu'auparavant. C'est en effet avant tout en considération de la longue inactivité du recourant que ce médecin a opéré une réduction de ce taux et non pas pour des raisons médicales objectives. Reste donc à examiner si, comme l'allègue le recourant, sa capacité de travail s'est modifiée à cause de l'apparition de troubles psychiques invalidants.
4.- a) Le docteur C._, qui suit le recourant en psychothérapie depuis le mois de mai 1998, a posé le diagnostic de troubles panique (F 41.0) et de syndrome douloureux somatoforme persistant (F 45.4) (rapport du 23 novembre 1998). Selon ce médecin, l'assuré a subi une "importante atteinte narcissique" lorsqu'il a dû abandonner son métier de maçon; ne disposant que de faibles ressources affectives et adaptatives pour faire face à cette nouvelle situation, il a alors développé une "souffrance psychique non verbalisée"; dans ce contexte, ses démarches auprès des médecins et l'assurance-invalidité devaient être comprises comme une "revendication de restauration narcissique fonction(nant) aussi probablement comme mécanisme servant à se protéger d'une décompensation dépressive et régressive". Le docteur C._ a évalué l'incapacité de travail de son patient, toutes professions confondues, à 75%.
b) De manière générale, il est admis que les troubles somatoformes douloureux peuvent, selon les cas, provoquer une incapacité de travail (<ref-ruling> consid. 2c/cc; RSAS 1997 p. 75; RAMA 1996 no U 256 p. 217 ss. consid. 5 et 6). Ces troubles entrent dans la catégorie des affections psychiques, de telle sorte qu'une expertise psychiatrique est en principe nécessaire pour se prononcer sur l'incapacité de travail qu'ils sont susceptibles d'engendrer (VSI 2000 p. 160 consid. 4b).
c) Compte tenu du diagnostic et des conclusions posés par le docteur C._, tant l'intimé que les premiers juges ne pouvaient, d'emblée et sans autre examen, exclure la présence chez le recourant d'un état psychique maladif.
Certes, le médecin précité n'a pas fait mention, dans son rapport, de certains critères mentionnés par la jurisprudence relative au syndrome somatoforme douloureux invalidant (par exemple traits prémorbides, comorbidité psychiatrique, perte d'intégration sociale etc. ; cf. VSI 2000 p. 155 consid. 2c). Cela n'autorisait pas pour autant l'autorité cantonale de recours à écarter le rapport du docteur C._ pour y substituer sa propre appréciation.
Ce rapport ne contient en effet pas de constatations à tel point inconséquentes qu'on puisse le considérer comme sans valeur. Aussi, en l'absence d'autres avis médicaux documentés à ce sujet, l'intimé ou les premiers juges devaient procéder à des investigations supplémentaires, afin de lever tout doute quant à la nature exacte des troubles psychiques du recourant et à leur répercussion sur sa capacité de travail.
Il convient dès lors de renvoyer à la cause à l'office intimé afin qu'il complète l'instruction en ordonnant une expertise psychiatrique, et statue à nouveau. Dans cette mesure le recours est bien fondé.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I.Le recours est admis en ce sens que le jugement du
Tribunal des assurances du canton de Vaud, du 24 août
2000, ainsi que la décision de l'Office AI pour le
canton de Vaud du 30 septembre 1999 sont annulés.
II.La cause est renvoyée audit office pour complément d'instruction et nouvelle décision au sens des motifs.
III. Il n'est pas perçu de frais de justice.
IV.L'intimé versera au recourant une indemnité de dépens (y compris la taxe à la valeur ajoutée) de 2500 fr.
pour l'instance fédérale.
V.Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal
des assurances du canton de Vaud et à l'Office
fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 29 août 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
p. le Président de la IIIe
Chambre :
La Greffière :