Ông gia nhập Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 14/1/1986.

Trước năm 2014, ông là Phó Chỉ huy trưởng, Tham mưu trưởng Bộ chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa.

Năm 2014, ông được bổ nhiệm giữ chức Chỉ huy trưởng Bộ chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa.

Ngày 22 tháng 5 năm 2016, Khi ứng cử đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa XIV ông đang là Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Đại tá, Chỉ huy trưởng Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Thanh Hóa, làm việc ở Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Thanh Hóa.

Ông đã trúng cử đại biểu quốc hội năm 2016 ở đơn vị bầu cử số 3, tỉnh Thanh Hóa (gồm Quảng Xương, Nông Cống, Tĩnh Gia, Như Xuân, Như Thanh) với tỉ lệ 90,68% số phiếu hợp lệ.

Ngày 30 tháng 6 năm 2019, Bộ trưởng Bộ Quốc phòng đã ký quyết định bổ nhiệm đồng chí đại tá Vũ Xuân Hùng, Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Chỉ huy trưởng Bộ chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa giữ chức vụ Phó tham mưu trưởng Quân khu 4.

Sáng 13 tháng 7 năm 2019, tại Bộ Chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa đã diễn ra lễ bàn giao chức danh Chỉ huy trưởng Bộ chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa. Đại tá Vũ Xuân Hùng bàn giao chức danh Chỉ huy trưởng cho Đại tá Lê Văn Diện, nguyên Phó Chỉ huy trưởng, Tham mưu trưởng Bộ chỉ huy Quân sự tỉnh Thanh Hóa

Ông đã trúng cử đại biểu quốc hội năm 2021 ở đơn vị bầu cử số 3, tỉnh Thanh Hóa (gồm thị xã Nghi Sơn và các huyện: Quảng Xương, Nông Cống, Như Xuân, Như Thanh.