Vertonghen begon zijn carriere bij VK Tielrode. Later kwam hij uit voor Germinal Beerschot, waar ook Ajacied Thomas Vermaelen heeft gespeeld. In 2003 stapte Vertonghen over van de satellietclub van de Amsterdammers naar Ajax.

In de jeugdopleiding van Ajax kwam Vertonghen uit in de A-jeugd en voor Jong Ajax. In het seizoen 2006-2007 werd hij door toenmalig trainer Henk ten Cate overgeheveld naar de A-selectie. De Belgische verdediger/middenvelder speelde een groot deel van de voorbereiding en maakte indruk bij de technische staf van de club. Hij mocht aan het begin van dat seizoen bij de selectie blijven en spelen met rugnummer 23.

In het seizoen 2005-2006 viel Vertonghen op door een doelpunt dat hij scoorde in de KNVB Beker met Jong Ajax tegen Cambuur Leeuwarden. Laatstgenoemde club speelde de bal buiten voor een blessurebehandeling. Na de ingooi wilde Vertonghen de bal terugschieten naar de doelman van Cambuur Leeuwarden, maar een schot van vijftig meter vloog zo de kruising in. Ter compensatie kreeg Cambuur Leeuwarden de kans om ook te scoren.

Na de winterstop in het seizoen 2006-2007 werd Vertonghen verhuurd aan RKC. Op 3 februari 2007 maakte hij zijn debuut tegen NAC. In de wedstrijd RKC - Ajax kwam Vertonghen tot scoren tegen zijn werkgever. De wedstrijd eindigde in een 2-2-gelijkspel. Aan het einde van het seizoen bleek Ajax één doelpunt te kort te komen voor het landskampioenschap. Pijnlijk dus voor de Amsterdammers dat ze hadden besloten om Vertonghen te verhuren.

In het seizoen 2007-2008 maakte Vertonghen zijn doorbraak in Ajax 1. Door blessuregevallen van andere verdedigers mocht de Belg vaak in de basis beginnen centraal in de verdediging naast John Heitinga. Zijn eerste doelpunt scoorde Vertonghen in eigen doel in de wedstrijd tegen NAC. Een week later scoorde hij wel voor zijn werkgever tegen Willem II. In het seizoen 2007-2008 speelde Vertonghen 31 wedstrijden voor Ajax.

In het huidige seizoen kreeg Vertonghen veel speeltijd van trainer Marco van Basten. Tevens stond de Belgische verdediger/middenvelder tweede in het klassement van Voetballer van het Jaar. Op 16 mei 2007 maakte Vertonghen zijn debuut voor het Belgische nationale elftal. Hij begon in de basis in de interland tegen Portugal, angstgegner van het Nederlands elftal. Ook bereikte Vertonghen met Jong Belgie de halve finales van de Olympische Spelen.

Wij van Ajaxclub.nl wensen Vertonghen een ontzettend fijne verjaardag toe en hopen dat hij nog een aantal jaren zal shitteren in het wit-rood-witte shirt van Ajax! Het incidentje in de uitwedstrijd tegen PSV is hem vergeven, want vaak genoeg heeft Vertonghen belangrijke punten gepakt voor ons.