Poitiers-ben, 1870-ben született majdnem teljesen vakon, Henri Vierne, újságíró fiaként. Egyszer egy vendég érkezett hozzájuk, aki Schubert dallamot játszott-énekelt neki, majd a kétéves Vierne zongorán visszajátszotta a dallamot. A szülei teljesen ámulatba estek ezt látva. A Vierne-család 1873-ban Párizsba költözött, édesapja főszerkesztői állást kapott a Paris-Journal-nál. A kis Vierne apjától pompás ajándékot, egy kis két-oktávos játékzongorát kapott ajándékba. Szülei nagybátyjától, Charles Colintól kértek tanácsot a fiú taníttatása ügyében. 1875-ben az apa új állást kapott a Mémorial de Lille újságnál, ezért a család öt évre Lille-be költözött. Vierne ekkor hallott először orgonahangot a St-Maurice templomban egy mise alkalmával. Később így emlékezett vissza: „elképzelhetetlen volt számomra, hogy egyetlen ember hogy tud ennyiféle díszes-színes, misztikus hangot - hol erős, hol halk- kiadni egy hangszerből, az egész meseszerű volt”.
1876-ban lánytestvére, Henriett meghalt tüdőbajban. 1876-tól látássérültek iskolájába járt, itt tanították meg speciális eszközökkel, nagyítókkal írni, olvasni. 1877-ben édesapja Dr. de Wecker nevű orvossal konzultál, aki egy kísérleti operáció segítségével hisz Vierne látásának részleges helyreállításában. A műtétre két részletben áprilisban kerül sor. A műtét sikerült, Vierne látását részlegesen helyreállította a doktor, így a fiú nagy tárgyakat, tájakat, színeket is meg tudott már különböztetni. Lille-ben kezdte el a Braille-tRichard Hormann segítségével, valamint zongorázni kezdett Miss Gossetnél. 1878-ban megszületett René öccse. 1879-ben Colin nagybátyja egy rendezvény alkalmával megmutatja a St-Maurice templom orgonáját Viernenek. A fiú teljesen a rabjává válik, olyannyira, hogy anyjának limitálnia kell a napi megengedett gyakorlását 3 órára. 1880-ban az apja kilépett munkahelyéről, majd a család visszaköltözött Párizsba.
Tehetségét César Franck fedezte fel. 1886-tól Louis Lebelnél orgonálni kezdett. 1888-tól a párizsi Conservatoire óráit látogatta. Tanára, Charles-Marie Widor 1892-ben maga mellé vette segédnek a St. Sulpice-templomba. 1894-ben Widor asszisztenseként a Conservatoire orgona-osztályában tanított. A következő generáció tehetséges orgonistáit képezte, köztük Marcel Duprét is. 1900-ban négy jelölt közül őt választották a párizsi Notre-Dame orgonistájává. 1912-től az itteni Scola Cantorumban is orgonát oktatott. Egész életében komoly betegségekkel és depresszióval küzdött, amire szakmai és emberi konfliktusok, szembetegsége, és nem utolsósorban fiának az első világháborúban történt elvesztése is adott okot. 1937. június 2-án halt meg Párizsban, a Notre-Dame orgonájának játszóasztalán, szívinfarktusban.
Művei
Orgona
1894 : Allegretto op. 1 en si mineur
1894 : Verset fugué sur "In exitu Israël"
1895 : Prélude funèbre
1894 : Communion
1898-1899 : Symphonie n°1 en ré mineur
1902 : Symphonie n°2 en mi mineur
1911 : Symphonie n°3 en fa dièse mineur
1913 : Vingt-quatre pièces en style libre
1914 : Symphonie n°4 en sol mineur
1914 : Prélude en fa dièse mineur
1921 : Marche triomphale pour le centenaire de Napoléon Ier
