1956-ban rendezte első filmjét És Isten megteremté a nőt címmel, amely elindította a világhír felé a 22 éves Brigitte Bardot-t, aki akkor már négy éve felesége volt.
A szőke szépség viharos tetszést aratott a (férfi)közönség körében, nevének kezdőbetűi fogalommá váltak. Rövidesen elváltak ugyan, de ezután is jó barátok maradtak. Vadim Le vice et la vertu című filmjével (1963) Catherine Deneuve-öt, a Barbarellával (1968) pedig Jane Fondát avatta szexszimbólummá. "Szentségtörés lenne azt kérni Rodintől, hogy csúnya szobrot készítsen, én miért készítenék filmet csúnya nőkkel?" - mondta.
Második felesége, a dán Annette Stroyberg két filmjében szerepelt, a Veszedelmes viszonyokban Gérard Philipe partnereként. Aztán a szerelmi történeteket rendező és megélő Vadim életében újabb botrány következett: beleszeretett a 17 éves Catherine Deneuve-be, akinél éppen kétszer volt idősebb, s 1963-ban fiuk született.
Nem házasodtak össze, s hamarosan útjaik is szétváltak. Vadim akkor megfogadta, hogy többé nem lesz szerelmes színésznőbe, de megismerkedett a szintén gyönyörű és fiatal Jane Fondával... Az amerikai színésznő 1965-ben lett a francia rendező felesége, s több közös munkájuk is volt. A Barbarella című erotikus sci-fivel, amelynek címszerepét átlátszó űrruhában alakította, Fonda végre híres lett, de azon az áron, hogy beskatulyázták ügyeletes szexszimbólumnak és Vadim-feleségnek. Ő viszont többre vágyott, ezért szakított férjével, kislánya apjával és Párizzsal.
Vadim később rendezett Amerikában is, de filmjei már nem váltottak ki komoly visszhangot. 1988-ban Hollywoodban újraforgatta az És Isten megteremté a nőt, de a B.B.-t világsztárrá avató eredetit körülvevő megbotránkozás és figyelem elmaradt.
Vadim 1988-ban könyvet jelentetett meg szeretőiről és feleségeiről, amiért Deneuve és Bardot beperelték, ám a személyes találkozáson már sírva borultak a nyakába. A sokak által irigyelt, ám a bukás keresű ízét is megízlelő rendező 2000. február 11-én hunyt el egy párizsi kórházban. Akkori feleségén, Marie-Christine Barrault-n kívül a filmtörténet három nagyasszonya siratta.
