După absolvirea facultăţii, a deţinut funcţii eligibile în organele comsomoliste şi de partid din diferite localităţi ale Republicii Moldova. Începând cu 1983 a lucrat în sistemul Ministerului de Interne al RSS Moldovenească. În 1986 a fost numit în funcţia de şef al Departamentului Afacerilor Interne în transport al MAI, fiind avansat până la gradul de general-maior de poliţie.

În 1993 a devenit membru PCRM. Din 1998, Mişin este deputat în Parlamentul Republicii Moldova, fiind ales pe listele Partidului Comuniştilor din Republica Moldova. La 18 februarie 2000 a fost ales, iar la 20 martie 2001 reales ca vicepreşedinte al Parlamentului Republicii Moldova, deţinând această funcţie până în martie 2005.

La 12 martie 2005, preşedintele Vladimir Voronin i-a conferit lui Vadim Mişin „Ordinul Republicii” pentru muncă îndelungată şi prodigioasă în organele supreme de stat, contribuţie substanţială la perfecţionarea legislaţiei Republicii Moldova şi activitate obştească intensă. De asemenea, el deţine şi funcţia de preşedinte al Uniunii Ofiţerilor din Moldova.

La 9 iunie 2012 a plecat din PCRM împreună cu Oleg Babenco şi Tatiana Botnariuc, declarând că va rămâne în Parlamentul Republicii Moldova ca deputat independent.

La 14 septembrie 2012 a fost ales preşedinte al Partidului „Renaştere”.