Nació en Santiago el 25 de agosto de 1831. Fue hijo de Pedro Félix Vicuña Aguirre y Carmen Mackenna Vicuña, los cuales tuvieron otros 15 hijos.
Realizó sus estudios básicos en el Colegio de Cueto, donde fue un indisciplinado alumno. Continuó en el Instituto Nacional, y siguió Leyes en la Universidad de Chile.

Su primera participación pública fue un artículo de investigación histórica que apareció en el periódico La Tribuna en 1849, titulado El Sitio de Chillán de 1813.
Un año después participó activamente en política al ser elegido secretario del Club de La Reforma, cargo que también desempeñó en la Sociedad de la Igualdad.
Participó en el motín encabezado por el general Urriola en Santiago el 20 de abril de 1851. Fue tomado prisionero y condenado a muerte; entre las paredes de su celda escribió Las Tablas Sangrientas de la Administración Montt.
Logró escapar de la cárcel disfrazado de mujer, junto a José Miguel Carrera Fontecilla, y se trasladó a La Serena. Allí se integró a otro levantamiento armado (septiembre de 1851). Debido a la derrota de los revolucionarios por las fuerzas del gobierno, huyó hacia la localidad de Tabolango, y luego a Valparaíso. En ese puerto su padre lo embarcó en el velero Francisco Ramón Vicuña, encargándole la venta de dos mil quintales de harina dirigidos a California.
En Estados Unidos y Europa Vicuña Mackenna viajó desde California por todo Estados Unidos. En 1853 siguió viaje a Europa, donde recorrió Inglaterra, Francia, Holanda, Alemania, Italia y España. En esta nación comenzó a reunir documentos históricos relativos a Chile. En Londres se inscribió en el Real Colegio de Agricultura de Cirencester. En Francia publicó un folleto de propaganda titulado Chile, destinado a incentivar la colonización europea.
Vicuña Mackenna regresó a Chile en 1856, después de que quienes habían participado la Revolución de 1851 fueron amnistiados. Se reincorporó al movimiento político opositor al gobierno, participando como secretario en la Sociedad de Instrucción Primaria y en la Sociedad de Agricultura. Publicó en la prensa sus memorias de Tres Años de Viaje, y una segunda investigación histórica titulada El Ostracismo de los Carrera en 1857. Ese mismo año completó sus estudios de Leyes y se tituló de abogado el 15 de junio de 1857.
En 1858 participó nuevamente en un acción contraria al gobierno: la Revolución del Colihue, en palabras de Santiago Riesco. Fue encarcelado, mantenido en la Penitenciaría de Santiago un tiempo, y luego expulsado del país hacia Liverpool, Inglaterra, en marzo de 1859, donde estuvo hasta 1861. En este segundo destierro, Vicuña Mackenna completó su recopilación de documentos en España.

Regresó a Chile en 1861. Al año siguiente fue nombrado miembro de la Facultad de Humanidades de la Universidad de Chile. En 1863 se inició como periodista en la redacción del Mercurio de Valparaíso. Continuó publicando textos históricos (como El Ostracismo de O'Higgins y Las Dos Esmeraldas) y esbozos de los protagonistas de la Guerra de la Independencia chilena.
Vicuña Mackenna se incorporó al Congreso al ser elegido diputado por La Ligua en el período comprendido entre 1864 y 1867. Al estallar el conflicto armado con España en el Pacífico, se dirigió a Perú y a Estados Unidos (1865) a cumplir misiones secretas encargadas por el gobierno de Pérez. En New York fundó el periódico La Voz de América, donde publicó artículos contra España. A su regreso a Chile en 1866, publicó las memorias de ese viaje: Diez Meses de Misión en Estados Unidos. Se dedicó a sus actividades periodísticas y a las campañas políticas, siendo elegido ahora diputado por Valdivia en el período comprendido entre 1867 y 1870.

Contrajo matrimonio el 4 de marzo de 1867 con su prima Victoria Subercaseaux Vicuña. En esta época ocupó su tiempo entre sus actividades parlamentarias y sus investigaciones históricas como Historia General de Chile desde la Independencia hasta la Década de 1860 (1865), La Guerra a Muerte (1868), e Historia de Valparaíso e Historia de Santiago (1869).
En 1872 el gobierno lo nombró intendente de la ciudad de Santiago. En esa labor se le recuerda por la modernización o europeización de la capital de Chile, por el cambio del Cerro Huelén (hoy Santa Lucía) que se transformó de un montón de piedras a un paseo. Además, durante su gestión se realizaron o iniciaron obras como el término de la canalización del Mapocho, un camino de circunvalación para toda la ciudad, ampliación de la red de agua potable, un nuevo matadero para los barrios de la zona norte, finalización de las obras del Teatro Municipal, ensachamiento y pavimentación con adoquines de numerosas calles, etcétera.

En 1875, estando de vacaciones en Valdivia, un grupo de partidarios lo invitó a un baquete de honor en Concepción. En medio de un brindis le propusieron ser candidato a la presidencia de la República para el año siguiente. Vicuña Mackenna no aceptó de inmediato; su cercanía al Presidente Erázurriz Zañartu le impidió aceptar, sin consultarle primero a este si había un candidato oficial para sucederlo. De regreso en Santiago, habló con el Presidente, el cual le respondió que todavía no existía candidato (o al menos no público) para sucederlo.

Entonces, decidió aceptar la nominación y renunció a su cargo de intendente.
Su renuncia como intendente, le significó liquidar las cuentas de la transformación del Cerro Huelén; quedó un saldo negativo de 50 mil pesos. La Municipalidad de Santiago declaró esta deuda como suya. Pero el Ministerio del Interior no aprobó el acuerdo de traspasar la deuda a la Municipalidad, y Vicuña Mackenna debió responsabilizarse de ella. La imposibilidad de pagar inmediatamente, le significó pedir un préstamo a la Caja Hipotecaria, con la garantía de los bienes de su esposa, que eran la Hacienda de Colmo y la Quinta ubicada en la avenida que hoy se conoce con su apellido y donde se ubica un museo en su recuerdo. Esta situación fue la que según sus contemporáneos ahogó su aspiración como candidato presidencial, debido a que las dos propiedades fueron finalmente rematadas para pagar la deuda, lo que lo dejó en una deficiente situación económica. Cuando después le preguntaron por qué razón aceptó quedarse con la deuda, respondió: "Lo hice por patriotismo".
Vida política e intelectual Volvió al Congreso tras ser elegido senador por Santiago entre 1876-1879, y por Coquimbo entre 1879-1885. En forma paralela, entre 1874 y 1878 publicó Un Año en la Intendencia de Santiago, Los Lisperguer y la Quintrala, De Valparaíso a Santiago, Relaciones Históricas, e Historia de la Jornada del 20 de Abril de 1851.
Se involucró en la guerra en 1879 como orador desde su sillón senatorial o pronunciando discursos sobre los acontecimientos de Iquique, en mayo de ese año. Organizó la Sociedad Protectora de Huérfanos y de las Viudas de la Guerra, invirtiendo sus escasos ahorros en esta causa. Visitó diariamente los hospicios que acogían a los soldados heridos, de cuyas conversaciones se impuso de los detalles de las campañas y acciones militares que publicó en el periódico El Nuevo Ferrocarril, y en obras como Historia de la Campaña de Tarapacá (1880), Historia de la Campaña de Tacna y Arica, e Historia de la Campaña de Lima (1881). Además, publicó un libro con biografías de los soldados muertos en la guerra llamado Álbum de las Glorias de Chile.
Sus últimos días Vicuña Mackenna se retiró a la vida privada, combinando su pasión por escribir con la administración de labores agrícolas en la hacienda de Santa Rosa de Colmo, en la cual se instaló junto a su esposa. Publicó una trilogía sobre la minería en Chile: El Libro del Oro, El Libro de la Plata y El Libro del Cobre. Falleció el 25 de enero de 1886.

1831-86, Chilean historian and journalist. A vigorous opponent of the conservative government of Manuel Montt, he was sentenced to death for his part in the revolution of 1851-52, but escaped and spent some years in exile. He returned to Chile in 1856 and remained active in politics, running unsuccessfully for the presidency in 1875. He visited Mexico, the United States, and Europe and became a collector of manuscripts on early Chilean history. His historical works, based on immense knowledge and scholarship, number more than 100 volumes and include biographies of Antonio José de Sucre, Bernardo O'Higgins, and Diego Portales and a detailed chronicle of the War of the Pacific.