Laurence Vichnievsky est la fille d'un physicien, professeur d'université né russe à Vladivostok, en Russie, et la petite-fille par son père d'un aristocrate russe ayant dirigé les chantiers du chemin de fer de l’Est chinois. La haute fonction publique est une tradition dans la famille puisqu'elle a pour oncles un conseiller à la Cour de cassation et un préfet[1].
Elle commence sa carrière en 1979 comme juge d'instance à Colombes. Nommée juge d'instruction à Paris, elle se voit confier le dossier sur la mort de Robert Boulin. Le dossier ayant été instruit par son prédécesseur, elle prononce un non-lieu le , dans l'affaire Boulin, neuf jours après avoir pris ses fonctions[3].
À l'instar d'Eva Joly, elle s'engage en politique avec le rassemblement écologiste Europe Écologie. Elle accepte d'en être la tête de liste pour les élections régionales de 2010 en Provence-Alpes-Côte d'Azur[N 1]. Pour cela, elle a dû renoncer à siéger comme avocate générale lors du procès en appel de l'affaire de pollution maritime de l'Erika[6] et ne traite plus les grandes affaires pénales puisqu'elle est désormais affectée au service civil[7].
La liste qu'elle mène obtient 10,9 % des suffrages au premier tour et fusionne avec celle du Parti socialiste et celle du Front de gauche. Deuxième sur la section départementale du Var de cette liste fusionnée, elle est élue conseillère régionale à l'issue du second tour. Cependant, en raison de ses obligations professionnelles parisiennes, elle n'occupe aucune des fonctions exécutives auxquelles elle aurait pu prétendre au sein de la majorité régionale.
Lors du congrès du , Laurence Vichnievsky est nommée porte-parole du bureau exécutif national d'Europe Écologie Les Verts[8]. Adoptant une posture social-démocrate dans la lignée de Daniel Cohn-Bendit sur la question de la dette dans une tribune parue dans Libération[9], elle donne sa démission le [10] car cette fonction lui est « apparue incompatible avec [sa] liberté de parole, à laquelle elle est très attachée ». Sa prise de position avait agacé la candidate Eva Joly et la secrétaire nationale Cécile Duflot[11]. Elle annonce, finalement, le lendemain, qu'elle ne démissionne pas mais se met en congé du porte-parolat[12].
Dans le débat sur la sortie du nucléaire, elle se distingue en défendant la position adoptée par le candidat désigné par le Parti socialiste lors de la primaire citoyenne, François Hollande, en proclamant « Soyons réalistes, exigeons le possible ! » dans une tribune parue dans Libération le .
Après plusieurs prises de position en décalage avec son parti, Laurence Vichnievski prend ses distances avec celui-ci[13]. En , elle fonde avec Chantal Jouanno un think-tank Ecolo Ethik, groupe de réflexion sur une politique environnementale et écologiste moderne, tournée vers l'avenir, qui mise sur la croissance économique.