Po končani gimnaziji na Ptuju je šolanje nadaljeval na Medicinski fakulteti v Ljubljani in leta 1966 diplomiral. Zaposlil se je na Univerzitetnem kliničnem centru v Ljubljani na oddelku za nevrokirurgijo (1968) in tam opravil tudi specializacijo iz nevrokirurgije (1974). Še istega leta je končal magistrsko delo. Tri leta kasneje (1977) je doktoriral in leta 1980 postal vodja eksperimentalnega laboratorija. V letih 1987─2011 je bil tudi predstojnik Kliničnega oddelka za nevrokirurgijo.
Od leta 1982 je bil tudi redni profesor podiplomskega študija na Medicinski fakulteti v Ljubljani, od 1987 pa na Medicinski fakulteti v Zagrebu.
Uvršča se med pionirje mikronevrokirurgije v Evropi. V celoto je uspel združiti dosežke raziskav nevroanatomije, nevrofiziologije in klinične nevrologije s kirurgijo, njegova odkritja na področju nevrokirurgije pa segajo v sam vrh svetovne medicine. Svoja znanja in izkušnje je pridobival povsod po svetu. Ogromno je operiral v tujini (v večini držav ZDA, državah Daljnega vzhoda in po mnogih evropskih državah). Predaval je na številnih kongresih in učnih delavnicah po vsem svetu in bil vabljen na različne nevrokirurške klinike, kjer je demonstriral operativne posege s področja lobanjskega dna. Vodil je tudi nevroanatomski laboratorij, kjer so se učili nevrokirurgi z vsega sveta.
Bil je častni član več mednarodnih združenj nevrokirurgov v Evropi in po svetu. Leta 1987 je bil izvoljen za izrednega člana, leta 1993 pa za rednega člana Slovenske akademije znanosti in umetnosti (SAZU). Je tudi član Mediteranske, Evropske in Ameriške akademije za znanost in umetnost in član šestih redakcijskih odborov nevrokirurških revij.
Ministrstvo za znanost in tehnologijo mu je podelilo priznanje ambasador Republike Slovenije v znanosti (1991), leta 1993 pa je postal tudi predsednik evropske komisije za primerjalne študije v nevrokirurgiji.
Njegovi članki in knjige so pionirska dela na področju mikronevrokirurgije. Napisal je pet knjig o mikrokirurgiji in mikroanatomiji, med katerimi je tudi knjiga Microsurgical Anatomy and Surgery of the Central Skull Base (2003), ki predstavlja temeljni učbenik za nevrokirurge s področja mikrokirurških posegov na lobanjskem dnu. V nevrokirurški literaturi je objavljenih preko tristo njegovih znanstvenih člankov.
Po njem se imenuje tudi devet operativnih postopkov.
Leta 1998 je postal častni občan Mestne občine Ptuj, leta 2018 pa mu je senat Medicinske fakultete (MF) Maribor podelil naziv zaslužni gostujoči profesor MF Univerze Maribor.
The cavernous sinus-A multidisciplinary approach to vascular and tumorous lesions Dolenc VV (ed.) Springer-Verlag Wien, New York, 1987
Anatomy and Surgery of the Cavernous Sinus, Vinko V. Dolenc, Springer-verlag Wien, New-York, 1989
Microsurgical Anatomy and Surgery of the Central Skull Base; Vinko V. Dolenc, Larry Rogers, Springer-Verlag Wien, New York, 2003
Cavernous Sinus Developments and Future Perspectives, Editor: Vinko V. Dolenc, Larry Rogers; Springer-Verlag Wien, New York, 2009 (prevedena v kitajščino)
To Neurosurgery with love and passion. Nemo propheta in patria. Vinko V. Dolenc (samozaložba)
- nagrada sklada Borisa Kidriča za uvajanje originalnih operativnih metod na področju možganskega ožilja, 1984
- nagrada Republike Slovenije za znanstvenoraziskovalno delo, 1993
- nagrada Republike Slovenije za vrhunske dosežke na področju nevrokirurgije, 1994
- srebrni red za zasluge za vrhunsko znanstvenoraziskovalno in medicinsko delo na področju nevrokirurgije, 2015
Enciklopedija Slovenije: 2. zvezek, Ljubljana, 1988, str. 286.
Slovenska akademija znanosti in umetnosti: Vinko V. Dolenc, pridobljeno 30. 7. 2020 s spletne strani https://www.sazu.si/clani/vinko-v-dolenc .
Predsednik Republike Slovenije: dr. Vinko Dolenc, pridobljeno 30. 7. 2020 s spletne strani http://www.up-rs.si/up-rs/uprs.nsf/objave/58F6439068584A99C1257EB4003D9473?OpenDocument (6. 3. 2023, vir ni več dostopen)
