После того, как он был нанят аранжировщиком, Вай сделал наложения на многие гитарные партии для альбома Заппы «You Are What You Is». После этого он стал полноправным участником группы и отправился с Заппой в свое первое турне осенью 1980 года. Одно из первых шоу с участием Вая на гитаре, записанное в г. Буффало, было выпущено в 2007 году под названием «Buffalo». Во время гастролей с группой Заппы Вай иногда просил зрителей принести партитуру и посмотреть, как он может читать её с листа во время игры. Заппа называл Вая своим «маленьким итальянским виртуозом» и включал его имя в примечания к альбомам в качестве исполняющего «трюки на гитаре» и «невероятные гитарные партии». Позднее Вай будет одним из исполнителей на трибьют-альбоме «Zappa’s Universe» 1993 года. В 2006 году он вернулся к исполнению музыки, написанной Заппой, в качестве специального гостя в туре «Zappa Plays Zappa», организованным сыном Заппы, Двизилом Заппой, вместе со своими старыми друзьями начала карьеры, с которыми он выступал, когда Заппа был жив.
Покинув Заппу в 1982 году, он переехал в Калифорнию, где записал свой первый сольный альбом «Flex-Able» и поиграл в нескольких группах. В 1985 году он заменил Ингви Мальмстина в качестве соло-гитариста в группе Грема Боннэта «Alcatrazz», с которой он записал альбом «Disturbing the Peace». Позже, в 1985 году, он присоединился к группе бывшего фронтмена Van Halen, Дэвида Ли Рота, записав с ним альбомы «Eat 'Em and Smile» и «Skyscraper». Это значительно увеличило известность Вая среди массовой рок аудитории, поскольку Рот находился в сильном публичном соперничестве с членами группы Van Halen и многие комментаторы благосклонно сравнивали Вая с Эдди Ван Халеном.
В 1986 году Вай удивил всех, присоединившись к группе Джона Лайдона (экс-вокалист Sex Pistols) «Public Image Ltd» на их альбоме «Album» (также известного как «Compact Disc» или «Cassette»). Позже, в 1989 году, Вай присоединился к Whitesnake, заменив Вивиана Кэмпбелла. А когда Адриан Ванденберг повредил свое запястье незадолго до начала записи альбома «Slip of the Tongue», Вай исполнил все гитарные партии на этом альбоме. Вай также появился на альбоме Элиса Купера «Hey Stoopid», играя вместе с Джо Сатриани на песне «Feed My Frankenstein».
В девяностых Вай продолжает регулярно гастролировать, с его собственной группой и со своим другом, гитаристом-виртуозом Джо Сатриани в серии туров G3. Бывший басист Дэвида Ли Рота и Mr. Big Билли Шихэн также присоединился к нему в мировом турне. В 1990 году Вай выпустил хорошо принятый критиками альбом «Passion and Warfare».
Песня «For the Love of God» стала #29 в опросе читателей «100 величайших гитарных соло всех времен» в журнале Guitar World Magazine.
В 1994 году Вай начал сочинять и делать записи с Оззи Осборном. Но только один трек из этих сессий, «My Little Man», был выпущен на альбоме Осборна «Ozzmosis». Несмотря на то, что Вай сочинил композицию, он не упоминается на альбоме. Его гитарные партии были заменены Зак Вайлдом. Другая песня «Dyin' Day» появилась как инструментальный трек на альбоме Вая — «Fire Garden». В 1994 году Вай получил премию Грэмми за его исполнение песни Фрэнка Заппы «Sofa» с альбома «Zappa’s Universe».
В течение 90-х участниками группы Вая были барабанщик Майк Мэнджини, гитарист Майк Кинилли и басист Филип Бино.
В июле 2002 года Стив Вай выступил с Токийским симфоническим оркестром в Сантори Холл в Токио в рамках мировой премьеры концерта «Fire Strings», написанного для электрoгитары и оркестра с 100 инструментами японским композитором Ичиро Нодайрой (англ. Ichiro Nodaira).
В 2004 году некоторые из его композиций и оркестровых аранжировок, включая записанные ранее части, были исполнены в Нидерландах с Metropole Orchestra в серии концертов, названных «The Aching Hunger». В 2003 году барабанщик Джереми Колсон присоединился к группе Вая, заменив предыдущего барабанщика Вирджила Донати. Последний альбом Вая, «Sound Theories», был выпущен в 2007 году.
Стив Вай выпустил DVD своего выступления в «The Astoria» в Лондоне в декабре 2001 года, где вместе с ним выступали басист Билли Шихэн, гитарист и пианист Тони Макалпин, гитарист Дэйв Вайнер и австралийский ударник Вирджил Донати.
В феврале 2005 года Вай презентовал гитару Ibanez с двумя грифами (электрическим и классическим), названную The Blossom Suite, вместе с классической гитаристкой Шэрон Исбин в парижском театре Шатле. В 2006 году Вай играл в качестве специального гостя на гитаре вместе с другими бывшими участниками группы Фрэнка Заппы, барабанщиком Терри Бозио, гитаристом-певцом Рэем Уайтом и саксофонистом-певцом Наполеоном Мерфи Броком в рамках тура «Zappa Plays Zappa» во главе с сыном Заппы, Дуизилом Заппой, в Европа и США, а также кратком турне по США в октябре.
21 сентября 2006 года Вай совершил специальное выступление на Video Games Live в Hollywood Bowl в Голливуде (штат Калифорния). Он исполнил две песни с Hollywood Bowl Orchestra: «Halo Theme», а вторая песня являлась композицией для мировой премьеры трейлера к игре Halo 3.
Стив Вай появился на London Guitar Show 28 апреля 2007 года в ExCeL Center. В конце апреля 2007 года Вай подтвердил выпуск своего последнего альбома, названного «Sound Theories», запланированного на 26 июня. Релиз набора на двух CD, состоящего в основном из ранее выпущенного материала, перезаписанного Ваем (он переделал аранжировки) и исполненного с симфоническим оркестром. Вай говорит, что проект был большой радостью, потому что он считает себя композитором больше, чем гитаристом, и он счастлив видеть музыку, которую он сочинил, хорошо исполняемую оркестром. DVD последовал за альбомом, но он не был выпущен до конца того года. Стив появился на альбоме группы Dream Theater «Systematic Chaos», на песне «Repentance». Появление было вокальным, а не инструментальным, так как Вай являлся лишь одним из многих приглашенных музыкантов на этом треке. В песне принимают участие многие музыканты, чья цель — принести извинения важным людям в их жизни за ошибки, совершенные в их прошлом. 29 августа 2009 года он появился на сцене вместе с Dream Theater на заключительном шоу их тура «Progressive Nation» в Greek Theater, где он исполнил импровизационный джем с другими музыкантами группы.
1143