Ông sinh ngày 19 tháng 5 năm 1957, quê quán tại xã Cẩm Lạc, huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh.

Bước đầu trong sự nghiệp chính trị của ông là tham gia hoạt động công tác Thanh niên. Ông được kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam ngày 30 tháng 9 năm 1976, chính thức ngày 24 tháng 3 năm 1978.

Từ tháng 8 năm 1978 đến tháng 11 năm 1986, ông lần lượt giữ các chức vụ Trung đoàn phó, Bí thư Đảng ủy, Chính ủy Trung đoàn Thanh niên xây dựng quê hương Phan Đình Giót; Ủy viên Ban Chấp hành Huyện ủy; Ủy viên Ban Chấp hành Tỉnh đoàn; Phó Bí thư, Bí thư Huyện Đoàn Cẩm Xuyên.

Từ 12/1986-3/1990: Bí thư Chi bộ, Giám đốc Trung tâm dạy nghề huyện Cẩm Xuyên

Từ 4/1991-9/1991: Ủy viên Ban Chấp hành Huyện ủy, Đại biểu HĐND huyện; Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Xí nghiệp xuất khẩu Cẩm Xuyên

Từ 10/1991-7/1993: Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty METECO Hà Tĩnh

Từ 8/1993-3/1997: Ủy viên Ban Chấp hành Tỉnh ủy, Đại biểu HĐND tỉnh; Bí thư Đảng ủy, Tổng Giám đốc điều hành Công ty Liên doanh Austinh Hà Tĩnh; Chủ tịch Hiệp hội Titan Việt Nam

Từ 4/1997-12/2000: Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty khai thác, chế biến và xuất khẩu Titan Hà Tĩnh; Chủ tịch Hiệp hội Titan Việt Nam

Từ 01/2001-6/2005: Ủy viên Ban Chấp hành Tỉnh ủy, Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty Khoáng sản và TM Hà Tĩnh, Chủ tịch HĐQT kiêm Tổng Giám đốc Tổng Công ty Khoáng sản và Thương mại Hà Tĩnh (MITRACO), Chủ tịch Hiệp hội Titan Việt Nam, Đại biểu HĐND tỉnh

Từ 6/2005-7/2010: Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh, Đại biểu HĐND tỉnh

Từ 8/2010-02/2015: Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh (thay ông Lê Văn Chất nghỉ hưu theo chế độ), Đại biểu Quốc hội khóa XIII

Tháng 2/2015: Bí thư Tỉnh ủy (thay cho ông Nguyễn Thanh Bình về trung ương làm Phó Ban Tổ chức Trung ương), Chủ tịch HĐND tỉnh, Trưởng đoàn Đại biểu Quốc hội tỉnh Hà Tĩnh

Ngày 16/10/2015, ông thôi chức Bí thư Hà Tĩnh để nhận công tác ở trung ương là Bí thư Đảng đoàn, Chủ tịch Liên minh Hợp tác xã Việt Nam nhiệm kỳ 2015-2020.

Ngày 7/9/2017, Võ Kim Cự nhận thêm chức danh Phó trưởng ban "Ban chỉ đạo đổi mới và phát triển kinh tế tập thể, hợp tác xã".[4]

Ngày 30/9/2017, Võ Kim Cự thôi những chức vụ cuối cùng để nhận quyết định nghỉ hưu từ 01/10/2017.[5]