Ο θάνατος του Θανάση Βέγγου προήλθε από πολυοργανική ανεπάρκεια και σηπτικό σοκ. Νοσηλευόταν στον Ερυθρό Σταυρό από τις 18 Δεκεμβρίου 2010 με εγκεφαλική αιμορραγία ύστερα από πολύ βαρύ εγκεφαλικό το οποίο είχε υποστεί.
Η καριέρα του στα πλατό ξεκίνησε ως… φροντιστής, ενώ συμμετείχε σε μικρούς ρόλους. «Ο δράκος», η «Μανταλένα», «Ο Ηλίας του 16ου» ήταν μερικές από τις ταινίες που έπαιξε μέχρι να έρθει ο μεγάλος του ρόλος, στην ταινία «Οι δοσατζήδες» το 1960.
Πρώτη φορά έπαιξε σε θέατρο το 1959 στην επιθεώρηση «Ομόνοια πλατς πλουτς», ενώ με ταινίες, όπως «Ψηλά τα χέρια«, «Χίτλερ», «Μην είδατε τον Παναή» και «Ζήτω η τρέλα» άρχισε να καθιερώνεται στο χώρο. Ανήσυχο πνεύμα, όπως ήταν, ίδρυσε τη δική του εταιρία παραγωγής το 1964 με τίτλο «ΘΒ – Ταινίες Γέλιου». Τότε γύρισε μερικές από τις πιο γνωστές ταινίες του, όπως «Φανερός πράκτωρ 000», «Τρελός, παλαβός και Βέγγος«, «Ποιος Θανάσης;». Αν και οι ταινίες σημείωσαν επιτυχία, η εταιρία έκλεισε και δημιούργησε οικονομικά προβλήματα στον ηθοποιό.
Το χιούμορ, ο αυτοσχεδιασμός και το πηγαίο ταλέντο του χάρισαν την άδεια ασκήσεως επαγγέλματος ηθοποιού με εξετάσεις σε ειδική επιτροπή και όχι από κάποια σχολή. Επόμενες ταινίες του ήταν το «Τι έκανες στον πόλεμο Θανάση;», ταινία που απέσπασε βραβεία στο φεστιβάλ Θεσσαλονίκης του 1971.
Έναν χρόνο μετά, ο ρόλος του στην ταινία «Θανάση , πάρε το όπλο σου!» του χαρίζει ένα ακόμη βραβείο Α΄ ανδρικού ρόλου.
Το 1983 κάνει διάλειμμα από τον κινηματογράφο για να γυρίσει 6 βιντεοταινίες και τη σειρά «Βεγγαλικά». Το 1990, πρωταγωνιστεί στη σειρά «Αστυνόμος Θανάσης Παπαθανάσης» στον ΑΝΤ1, ενώ επανέρχεται ξανά στη μεγάλη οθόνη με το «Ησυχες μέρες του Αυγούστου» και το «Όλα είναι δρόμος» σε σενάριο Γιώργου Σκαμπαρδώνη.
Ο Θόδωρος Αγγελόπουλος και ο Παντελής Βούλγαρης συνεργάστηκαν μαζί του, καθώς στο πρόσωπο του βρήκαν τον αρχετυπικό άνθρωπο του λαού που σε μεγάλη ηλικία πια και έχοντας ταλαιπωρηθεί στο νεανικό του βίο γίνεται σοφός.
Το 1997 εμφανίζεται στην Επίδαυρο, στην τρίτη κωμωδία του Αριστοφάνη με το όνομα «Αχαρνής» στον ρόλο του Δικαιόπολι και το 2001 στην κωμωδία «Ειρήνη».
