Poirier commence le basket-ball en au Bussy Basket Club de Bussy-Saint-Georges en Seine-et-Marne.
En 2013-2014, il termine meilleur rebondeur du championnat Espoirs avec des moyennes de 12 points à 49,5 % à deux points, 10,8 rebonds, 1,6 passe décisive et 2,9 balles perdues en 27 minutes en 30 matchs.
Le , il signe avec le Paris-Levallois pour trois saisons[1]. Pour la saison 2014-2015, il est prêté à Hyères-Toulon qui évolue en Pro B[2]. Il fait un très bon début de saison en étant une rotation solide de Davante Gardner[3]. Le , il contribue au succès de son équipe contre Angers en terminant la rencontre avec 10 points à 5/5 aux tirs, 4 rebonds et 1 contre pour 15 d'évaluation en seulement 10 minutes[4].
Pour la saison 2015-2016, il réintègre l'effectif du Paris-Levallois[5]. À partir du mois de décembre il fait l'objet d'une dérogation spéciale lui permettant de bénéficier d'une licence AS Haut Niveau et ainsi de pouvoir jouer à la fois sous les couleurs du Paris Levallois, et avec le Centre Fédéral en Nationale 1, équipe des jeunes de l’INSEP[6]. En , Frédéric Fauthoux remplace Antoine Rigaudeau au poste d'entraîneur ce qui permet à Poirier d'avoir une chance de montrer son potentiel[7]. Petit à petit, alors qu'il était le cinquième intérieur de l'équipe en début de saison, il devient titulaire[8]. En , il est nommé MVP de la 29e journée du championnat de France 2015-2016 après avoir terminé la rencontre contre le BCM Gravelines-Dunkerque avec 23 points à 10/14, 12 rebonds, 2 contres et 2 passes décisives pour 34 d'évaluation en 25 minutes, alors qu'il commençait le match en tant que remplaçant[9].
En , il participe à la NBA Summer League d'Orlando avec le Magic d'Orlando[10]. Pour son premier match, il termine avec 6 points à 3/6, 5 rebonds et 1 passe décisive en 15 minutes[11]. En cinq matches (dont une titularisation), il a des moyennes de 4,2 points, 4,4 rebonds, 0,6 passe décisive, 0,4 interception et 0,6 contre en 11,5 minutes par match[12]. Il retourne ensuite participer à la préparation du Paris-Levallois. Le , dans le cadre de la pré-saison, il remporte avec son équipe le trophée Sarthe/Pays de la Loire dans un tournoi à trois équipes en battant Le Mans et Anvers[13]. Apprécié par son entraîneur Frédéric Fauthoux[14], il est une pièce maitresse de l'effectif parisien lors de la saison 2016-2017[15].
Expérience en Euroligue (2017-2019)
Après avoir une nouvelle fois participé à la NBA Summer League, cette fois-ci avec les Nets de Brooklyn, il signe son premier contrat à l'étranger, en Espagne, au Saski Baskonia qui dispute l'Euroligue. Son parcours dans cette compétition est remarqué et l'intérieur français se voit distingué en étant nommé dans le deuxième cinq idéal de la saison d'Euroligue 2018-2019. À l'issue de cette saison, Vincent Poirier est alors pressenti pour intégrer la NBA et les Celtics de Boston[16].
Le grand saut en NBA (2019-2021)
Le , il est annoncé pour signer aux Celtics de Boston pour une durée de deux saisons[17]. Le , Poirier quitte officiellement le Saski Baskonia après négociations[18]. Après avoir disputé sept rencontres avec les Celtics, il est envoyé aux Red Claws du Maine en G-League le [19].
Le 25 mars 2021, dans un échange à trois équipes, il est envoyé aux Knicks de New York[22] et coupé dans la foulée[23].
Retour en Europe au Real Madrid puis à transfert à l'Anadolu Efes (2021-)
Le , il s'engage pour 3 saisons avec le Real Madrid. La date limite d'inscription étant passée, il ne pourra pas participer aux play-offs d'Euroligue pour la fin de saison 2021[24].
Le 10 octobre 2023, lors d'une rencontre amicale contre l'équipe NBA des Mavericks de Dallas, Vincent Poirier marque 19 points et prend 10 rebonds. Il est élu MVP de la rencontre.
Le 25 juin 2024, il s'engage pour trois saisons avec l'Anadolu Efes, club turc évoluant en Euroligue[25],[26].
Équipe de France
En 2013, il participe au championnat d'Europe des 20 ans et moins en Estonie et termine à la 9e place de la compétition.
Il est sélectionné en équipe de France A' en 2014[27], 2015 et 2019.
Malgré sa progression faramineuse jusqu'en NBA et au Real Madrid, il n'a été sélectionné que de manière "surprise" depuis 2017. Membre de l'équipe qui a gagné 3 médailles sur ses 4 dernières compétitions, champion de l'Euroligue en juin 2023, il n'est pourtant pas appelé par Vincent Collet pour intégrer l'effectif participant aux championnats du monde débutant en août 2023.
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