Γεννημένος στο Νέο Φάληρο, στις 29 Μαΐου του 1927, ο Θανάσης Βέγγος ήταν το μοναχοπαίδι της οικογένειάς του. Η μητέρα του Ευδοκία και ο πατέρας του Βασίλης, αντιμετώπισαν σημαντικά οικονομικά προβλήματα εξαιτίας του ότι ο δεύτερος ήταν μέλος της αντίστασης, γεγονός που μετά τον πόλεμο οδήγησε στην απόλυσή του από την Δημόσια Εταιρεία Ηλεκτρισμού στην οποία και ήταν υπάλληλος. Ο μικρός τότε Θανάσης, αναγκάστηκε να βγει στο μεροκάματο, κάνοντας μικροθελήματα στους γείτονές του αλλά και ότι άλλο μπορούσε.
Η εξορία του στη Μακρόνησο που διέρκησε από το 1948 έως το 1950, υπήρξε καθοριστική για την απόφασή του να σχοληθεί με την ηθοποιεία αφού, κατά την παραμονή του εκεί γνωρίστηκε με τον επίσης εξόριστο σκηνοθέτη, Νίκο Κούνδουρο, με τον οποίο συνεργάστηκε το 1954 στην ταινία "Μαγική Πόλις". Μέχρι το 1960, όπου και πρωταγωνίστησε για πρώτη φορά, συμμετείχε σε πολλές ταινίες, ως ηθοποιός αλλά και ως τεχνικό, που έγραψαν ιστορία στον ελληνικό κινηματογράφο ανάμεσα στις οποίες "Ο δράκος", "Διακοπές στην Αίγινα", "Μανταλένα", "Συννεφιασμένη Κυριακή", "Ο Ηλίας του 16ου" και "Ποτέ την Κυριακή".
Λίγο καιρό πριν την συνεργασία του με τον Νίκο Σταυρίδη στην ταινία "Οι δοσατζήδες" αποκτά την άδεια ασκήσεως επαγγέλματος ηθοποιού χωρίς ωστόσο να έχει φοιτήσει σε κάποια σχολή θεάτρου αλλά, ως εξαιρετικό ταλέντο με εξετάσεις σε ειδική επιτροπή. Το ίδιο διάστημα συμμετέχει και στην πρώτη του θεατρική παράσταση, την επιθεώρηση "Ομόνοια Πλατς Πλουτς", στο πλευρό του Νίκου Ρίζου και του Γιάννη Γκιωνάκη.
Μέσα στα επόμενα χρόνια, συνεργάζεται κατ' εξοχήν με τον σκηνοθέτη Πάνο Γλυκοφρύδη, υιοθετώντας τον αεικίνητο χαρακτήρα χάρη στον οποίο αγαπήθηκε και καθιερώθηκε στην συνείδηση του κόσμου.
Το 1964 ιδρύει την δική του εταιρεία παραγωγής με την επωνυμία, "ΘΒ - Ταινίες Γέλιου" και από την επόμενη χρονιά μέχρι το 1969 συνεργάζεται με τον Πάνο Γλυκοφρύδη και τον Ερρίκο Θαλασσινό, ακολουθώντας συνολικά εφτά φορές τα μονοπάτια της σκηνοθεσίας και γυρίζοντας μια σειρά σουρεαλιστικών κωμωδιών που έμελλε να χαρακτηριστούν από τις καλύτερες τις καριέρας του ανάμεσα στις οποίες οι "Φανερός Πράκτωρ 000", "Τρελός, παλαβός και Βέγγος " και "Ποιος Θανάσης;".
Στην συνέχεια θα συνεργαστεί με τον σκηνοθέτη Ντίνο Κατσουρίδη, φτάνοντας στο Φεστιβάλ Κινηματογράφου Θεσσαλονίκης του 1971, όπου με την ταινία "Τι Έκανες Στον Πόλεμο Θανάση;" αποσπά βραβεία τόσο από τους κριτικούς όσο και από το κοινό. Το 1983 έρχεται η ώρα που για κάποια χρόνια αποσύρεται από τον κινηματογράφο.
Στη διάρκεια της δεκαετίας του '80 συμμετέχει σε έξι βιντεοκασσέτες αλλά και στην τηλεοπτική σειρά "Βεγγαλικά" η οποία όμως δεν κατάφερε να προβληθεί στην τηλεόραση πριν από το 1988. Το 1990 κάνει ξανά τηλεόραση, αυτή η φορά για λογαριασμό του ΑΝΤ1 και την τηλεοπτική σειρά "Αστυνόμος Θανάσης Παπαθανάσης".
Επιστρέφει στον κινηματογράφο το 1991 για τα μάτια του Παντελή Βούλγαρη και της ταινίας του "Ήσυχες Μέρες Του Αυγούστου". Μάλιστα για την ερμηνεία του αυτή τιμήθηκε με το Κρατικό Βραβείο β' Αντρικής Ερμηνείας ενώ την ίδια χρονιά το Φεστιβάλ Θεσσαλονίκης τον τίμησε για το συνολικό του έργο.
Στην τηλεόραση επανήλθε το 2002 στην τηλεοπτική σειρά του MEGA "Περί Ανέμων Και Υδάτων" και ακολούθησαν άλλες τρεις εμφανίσεις του σε σειρές της ΝΕΤ, της ΕΤ1 αλλά και του ΑΝΤ1 ενώ παράλληλα εμφανίστηκε πολλάκις στην Επίδαυρο και στην ταινία "Ψυχή Βαθιά"  αλλά και στην ταινία "Το Πέταγμα Του Κύκνου" που έμελλε να είναι και η τελευταία του κινηματογραφική εμφάνιση.
Τον Οκτώβριο του 2008 ο Δήμος Πειραιά μετονομάζει, ύστερα από απόφαση του Δ.Σ., την πλατεία Ευαγγελισμού στο Νέο Φάληρο, σε πλατεία Θανάση Βέγγου ενώ την ίδια χρονιά, ο Πρόεδρος της Δημοκρατίας κ. Κάρολος Παπούλιας τον τιμά χρίζοντας τον Ταξιάρχη του Τάγματος του Φοίνικα.
Έπειτα από χρόνια προβλήματα υγείας, ο αγαπημένος ηθοποιός άφησε την τελευταία του πνοή σήμερα, 03 Μαϊου 2011, Παγκόσμια Ημέρα Γέλιου, και ώρα 07.10π.μ. στο νοσοκομείο Ερυθρός Σταυρός όπου και νοσηλευόταν το τελευταίο διάστημα. Η κηδεία του θα πραγματοποιηθεί αύριο, δημοσία δαπάνη, στο Νεκροταφείο Αγ. Μαρίνας Θησείου όπου φίλοι, συνεργάτες και απλός κόσμος που τον λάτρεψε, θα του αποθέσουν τον ύστατο χαιρετισμό.
Καλό ταξίδι Θανάση...