Sau quá trình tu học dài hạn, ngày 18 tháng 12 năm 1971, Antôn Vũ Huy Chương được thụ phong linh mục, thuộc linh mục đoàn Giáo phận Cần Thơ.[4][8] Nhắc lại lời hứa lần hạt cầu nguyện với mình, mẹ ông hứa sẽ lần thêm 50 hạt mỗi ngày để cầu nguyện cho ông sống tốt đời linh mục.[6] Sau khi được truyền chức linh mục, Vũ Huy Chương được gửi đi tu nghiệp ở nhiều quốc gia khác nhau như: Roma (Ý), Seoul (Hàn Quốc), Manila (Philippines), rồi trở về Việt Nam và tiếp tục thực hiện các công tác mục vụ tại Giáo phận Cần Thơ.[4]

Trở về Việt Nam, linh mục Vũ Huy Chương đảm nhiệm vai trò giáo sư và linh hướng tại Tiểu chủng viện cái Răng, Cần Thơ từ năm 1972. Năm 1975, ông được bổ nhiệm giữ chức linh mục chánh xứ giáo xứ Ba Rinh, huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng. Sau thời gian ngắn ngủi đảm nhiệm vai trò linh mục chánh xứ, năm 1976, linh mục Chương được chọn làm Phó giám đốc Liên Ðại Chủng viện Cần Thơ, kiêm trưởng phân khoa thần học và giáo sư thần học tín lý Liên Ðại Chủng viện Cần Thơ.[4] Song song với vai trò tại Chủng viện, trong khoảng thời gian từ năm 1990 đến năm 1995, linh mục Vũ Huy Chương kiêm thêm vai trò linh mục quản nhiệm giáo họ Cái Răng. Đồng thời, linh mục Chuơng cũng là chủ biên, biên tập viên chính của bản tin giáo phận mang tên Đồng Hương.[9] Năm 2000, ông du học tại Manila, Philippines.[7]

Trong thời kỳ làm linh mục, cha ông từ trần, thọ 67 tuổi; còn mẹ ông cũng qua đời năm 1998, thọ 73 tuổi.[6]