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L'Autrichien a disputé 14 saisons dans la Ligue nationale de hockey. En 1029 rencontres, il a récolté 373 buts et 416 mentions d'aide pour un total de 789 points. À l'international, Vanek a représenté l'équipe autrichienne à de multiples occasions, gagnant deux médailles d'or au passage.
Repêché 5e lors de l'encan de 2004, l'ailier gauche a passé ses neuf saisons avec les Sabres de Buffalo avant de rejoindre les Islanders de New York, avec qui il n'a jamais vraiment été en mesure de redevenir le même joueur aussi dominant. Après son passage à New York, Vanek aura porté l'uniforme des Canadiens de Montréal, du Wild du Minnesota, des Red Wings de Détroit, des Panthers de la Floride, des Canucks de Vancouver et des Blue Jackets de Columbus.
Vanek se sera donc retiré en tant que membre des Red Wings de Détroit. Son contrat venant à échéance au cours de la saison estivale 2019, il a tenté sa chance en étant joueur autonome. Aucune équipe n'a toutefois été intéressée par ses services.
Avec les Canadiens, Vanek aura porté l'uniforme Bleu-Blanc-Rouge lors de la saison 2012-2013, lors de laquelle il avait joué 35 matchs, dont 17 en séries éliminatoires, récoltant 25 points, 11 buts et 14 passes, en compagnie de David Desharnais et Max Pacioretty.
Il avait été un élément important du CH lors de la participation aux séries éliminatoires de 2013, amassant cinq buts et autant de passes en 17 rencontres. La Sainte-Flanelle s'était rendue en finale de conférence avant de devoir s'avouer vaincue face aux Rangers de New York.