Le vanadium possède 26 isotopes connus de nombre de masse variant entre 40 et 65, et cinq isomères nucléaires.Seul l'un de ces isotopes est stable, 51 V, et représente 99,75 % du vanadium existant, les 0,25 % restants étant constitués de 50 V, un radioisotope naturel avec une demi-vie particulièrement longue de 1,5×10 17 années (soit 10 millions de fois l'âge de l'univers).