Ông quê quán: Thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên–Huế; là kỹ sư ngành điện, đã công tác và làm việc 14 năm ở Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí. Từ năm 1979, làm Phó Giám đốc, rồi Giám đốc Công ty Điện lực miền Bắc. Sau làm Thứ trưởng Bộ Năng lượng.

Năm 1982 ông được bầu làm Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa V, Ủy viên chính thức Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa VI (năm 1986) khóa VII (năm 1991), năm 1987 làm Bộ trưởng đầu tiên Bộ Năng lượng. Ông cũng là bị can và phạm nhân trong vụ án đường dây 500 kV vào những năm 90 của thế kỷ trước.

Ông bị án phạt 3 năm tù giam; được đặc xá sau khi thụ án 1 năm tại Trại Thanh Xuân (V26, Bộ Công an). Thông thường, khi đặc xá mỗi phạm nhân phải viết một bản tường trình, trong đó phải viết "tôi đã nhận rõ tội lỗi"; nhưng Vũ Ngọc Hải dứt khoát không viết như vậy.

Ông đã từng được cựu Thủ tướng Võ Văn Kiệt vào tận trại giam gắn kỷ niệm chương đường dây 500 kV; cựu Phó Thủ tướng Thường trực Phan Văn Khải và 28 bộ trưởng, thứ trưởng trong Chính phủ Việt Nam vào tù thăm nom.

Sau khi ra tù, ông được cử làm Đặc phái viên của Thủ tướng và Cố vấn của Bộ trưởng Năng lượng cho đến năm 1998, thì được Chính phủ Việt Nam cho nghỉ hưu, với mức lương hưu chuyên gia cao cấp bậc hai: 8,0 (Bộ trưởng là 8,2).

Nhà báo Xuân Ba đã có ba bài báo viết về ông: "Khi Bộ trưởng vào tù", "Khi Bộ trưởng ở tù" và "Khi Bộ trưởng ra tù".