망명생활을 하면서 라틴아메리카 문학을 통해 사회변혁을 주창한 주요인물이 되었다.

스페인인과 원주민 간의 혼혈 가문에서 11번째 아이로 태어나 어린시절부터 굶주림과 가난, 원주민에게 가해지는 불의를 직접 목격했다. 1913~17년에 트루히요대학교에 다니면서 문학을 공부해 논문 〈카스티야 시에 나타난 낭만주의 El romanticismo en la poesía castellana〉(1954)를 썼고 법학을 공부하기도 했다. 첫 시집 〈검은 사자(使者) Los heraldos negros〉(1918)는 그의 어머니와 형이 죽었을 때의 상실감과 이에 따른 허무감, 인생 본연의 한계, 사회적 압력과 부정 때문에 인간이 잠재력을 실현하지 못하는 무력함 등의 주제를 다루고 있으며, 문체상 고답주의와 모더니즘의 경향을 보여주었다.

1920년에는 원주민과 관련된 정치적 문제에 연루되어 거의 3개월 동안 수감되었는데, 이 경험은 어머니의 죽음에 대한 상실감을 더욱 고조시켰고 그의 여생을 괴롭힌 우울증의 발단이 되었다.

단편집 〈음계 Escalas melografiadas〉(1922)와 좀더 복잡한 시들을 모은 〈트릴세 Trilce〉(1922)는 수감기간에 착상된 것이다. 대표작인 〈트릴세〉에서 그는 생물학적 삶과 사회조직이 인간에게 부과하는 한계, 인간 본래의 열망 사이에 존재한다고 느끼는 괴리감 등을 표현하기 위해 신조어(新造語)·구어체, 혁신적인 구조, 놀랄 만한 이미지들을 함께 사용함으로써 전통과의 완전한 결별을 보여주었다.

정신적으로 혼란상태에 있는 한 원주민의 몰락을 그린 짧은 심리소설 〈미개인의 우화 Fabula salvaje〉(1923)를 발표한 뒤 파리로 가 다시는 고국에 돌아가지 않았다. 파리 생활은 힘겨운 것이었고 번역, 언어 교습, 정치적 저술 활동 등으로 겨우 생계를 이어갈 수 있었다. 자신의 원주민 혈통으로 인해 사람들과 쉽게 동화되지 못한 반면, 중요한 전위예술가들과 교제를 나누었다.

페루 공산당을 창설한 친구 호세 카를로스 마리아테기가 창간한 〈아마우타 Amauta〉지에 기고함으로써 조국인 페루와 계속 관련을 맺었다. 그는 인간의 상황을 묘사하는 데 있어 시어(詩語)는 어떤 전통적인 장치도 없어야 하며, 동시에 문학은 대중의 이상에 부합해야 한다고 믿었다. 그래서 자신이 체험한 사회의 악습과 불의를 고칠 수 있는 유일한 길은 마르크스주의라고 생각하게 되었으며, 1928, 1929년 2차례의 러시아 방문으로 정치적 사명감에 고취되어 1931년에 공산당에 입당했다.

1930년 정치투쟁가라는 이유로 파리에서 추방된 후 마드리드로 갔다.

그곳에서 프롤레타리아 소설 〈텅스텐 El tungsteno〉(1931)을 썼는데, 이 작품은 페루 텅스텐 광산의 원주민 노동자들에게 가해지는 가혹한 착취와 타락상을 보여주고 있다. 1932년 파리로 돌아간 뒤에 내란(1936~39)이 일어난 스페인에서 2년간 지냈다. 스페인 내란은 후기의 주요시집 〈인간적 시 Poemas humanos〉(1939)에 실린 대부분의 시에 영감을 주었는데, 거기서 그는 집단적인 악·소외·절망 등에 봉착해 위기에 빠진 한 산업사회를 묵시적인 시각으로 그려내고 있다.

1930년대에 쓴 대부분의 시는 그가 죽은 뒤 출판되었다. 소설과 시 작품들은 〈소설 및 단편 전집 Novelas y cuentos completos〉(1970)·〈시 전집 Obra poética completa〉(1974)에 각각 실려 있다. 바예호에 관한 책으로는 앙드레 코이네가 쓴 〈세사르 바예호 César Vallejo〉(1968), 제임스 히긴스가 쓴 〈바예호의 후기 시 작품에 나타난 인생관과 인간관 Visión del hombre y de la vida en las últimas obras poéticas de Vallejo〉(1968), 앙헬 플로레스가 편집한 〈세사르 바예호에의 접근 Aproximaciones a César Vallejo〉(전2권, 1971), 장 프랑코의 〈세사르 바예호：시와 침묵의 변증법 Céar Vallejo：The Dialectics of Poetry and Silence〉(1976) 등이 있다.