Die Grenzen der Landtagswahlkreise wurden nach der Kreisgebietsreform von 1973 zur Landtagswahl 1976 grundlegend neu zugeschnitten und seitdem nur punktuell geändert.[1] Starkes Bevölkerungswachstum im Gebiet des benachbarten Wahlkreises Bietigheim-Bissingen machte zur Landtagswahl 2006 eine erste Umgruppierung notwendig. Deswegen wurde aus diesem Wahlkreis die Gemeinde Sachsenheim dem Wahlkreis Vaihingen zugeordnet. Seit der Landtagswahl 2011 gehört auch die Gemeinde Bönnigheim vom Wahlkreis Bietigheim-Bissingen zum Wahlkreis Vaihingen.
Bei den Landtagswahlen in Baden-Württemberg hat jeder Wähler nur eine Stimme, mit der sowohl der Direktkandidat als auch die Gesamtzahl der Sitze einer Partei im Landtag ermittelt werden.[9] Dabei gibt es keine Landes- oder Bezirkslisten, stattdessen werden zur Herstellung des Verhältnisausgleichs unterlegenen Wahlkreisbewerbern Zweitmandate zugeteilt. Die bis zur Wahl 2006 gültige Regelung sah eine Zuteilung dieser Mandate nach absoluter Stimmenzahl auf Ebene der Regierungsbezirke vor. Die Vergrößerung des Wahlkreises Vaihingen zur Landtagswahl 2006 vergrößerte die Chancen für Zweitmandate nach dem bis 2006 gültigen Wahlrecht. Die Änderung des Wahlrechtes ab 2011 mit der Zuteilung der Mandate nach prozentualem Ergebnis je Wahlkreis hatte auf den Wahlkreis Vaihingen keine relevanten Auswirkungen.
Den Wahlkreis Vaihingen vertraten seit 1976 folgende Abgeordnete im Landtag:
