Vũ Phong bắt đầu sự nghiệp cầu thủ của mình ở đội Vĩnh Long. Năm 2002, Vũ Phong giành danh hiệu Vua phá lưới giải hạng ba và cùng Vĩnh Long lên chơi ở giải hạng nhì, Nguyễn Vũ Phong đã được triệu tập vào đội tuyển trẻ quốc gia Việt Nam và khoác áo đội tuyển U-18 Việt Nam dự giải vô địch Đông Nam Á năm 2003[cần dẫn nguồn] và đội tuyển U-20 Việt Nam năm 2004.

Năm 2005, Vũ Phong được gọi lên đội tuyển U-23 Việt Nam, trở thành cầu thủ đầu tiên từ hạng nhì lên thẳng đội tuyển. Anh cũng đã sang Philipines dự SEA Games 23 nhưng chỉ là dự bị.

Năm 2006, Vũ Phong đã chuyển sang thi đấu cho Bình Dương và được gọi lên thi đấu cho đội tuyển quốc gia Việt Nam. Phong độ trồi sụt cùng những chấn thương của các tiền vệ Lê Tấn Tài, Thạch Bảo Khanh khiến Vũ Phong được xuất hiện nhiều hơn. Vị trí sở trường của Vũ Phong là tiền vệ cánh phải.

Mùa bóng 2007 là một mùa bóng thành công của Vũ Phong. Ở vòng loại Olympic Bắc Kinh 2008, Vũ Phong chính là một trong hai nhân tố chính - cùng với Lê Công Vinh - đưa đội Việt Nam lần đầu tiên tiến vào đến vòng sơ loại thứ ba với 4 bàn thắng anh ghi được (cầu thủ ghi bàn nhiều nhất đội) và thành công nhất là cùng đội tuyển Việt Nam vào đến tứ kết Cúp bóng đá châu Á. Trong màu áo đội Becamex Bình Dương, dù chỉ ghi được 1 bàn thắng nhưng Vũ Phong đã đóng góp công sức rất lớn vào thành tích lần đầu tiên giành chức VĐQG V-League của đội bóng đất Thủ. Với nền tảng thể lực, tốc độ, kỹ thuật cao, khả năng sút phạt rất tốt, tinh thần thi đấu kiên cường, Vũ Phong được đánh giá là tiền vệ cánh hay nhất V-League.[1]

Năm 2008, anh lên đường cùng đội tuyển Việt Nam tham dự AFF Suzuki Cup 2008. Ở giải này anh đã thi đấu rất thành công, góp công lớn vào chức vô địch của đội tuyển Việt Nam. Ở trận gặp đội tuyển Malaysia, anh đóng vai người hùng khi ghi 2 bàn trong đó có một cú dứt điểm từ quá nửa sân để giúp đội tuyển Việt Nam thắng 3-2 [2]. Trong trận chung kết lượt đi gặp đội tuyển Thái Lan, anh ghi bàn mở tỉ số từ một cú đánh đầu để giúp đội tuyển Việt Nam thắng trận 2-1 [3].

Tại giải AFF Suzuki Cup 2010 trong trận đấu vòng loại với Singapore, anh đã ghi bàn thắng quý giá ấn định chiến thắng 1-0 để xếp đầu bảng B đi tiếp vào vòng trong cùng với Philippines.

Ngày 4-8-2012, anh đã ghi được 4 bàn thắng trong trận gặp Vicem Hải Phòng trong chiến thắng 5-3 của Becamex Bình Dương.

Sau kì AFF Cup 2014 không thành công của đội tuyển Việt Nam (thất bại trước Malaysia với tổng tỉ số 5-4 ở hai lượt trận bán kết), Nguyễn Vũ Phong quyết định chia tay đội tuyển quốc gia sau 8 năm gắn bó, tổng cộng anh đã thi đấu 46 trận và ghi được 7 bàn thắng.