Carriera Dopo quattro anni da Under-23 e uno da Elite, passa professionista a inizio 2004 con la De Nardi del suo concittadino Gianluigi Stanga, squadra bergamasca con sede a Ponte San Pietro. In stagione partecipa al Giro d'Italia arrivando 44º.
L'anno successivo la formazione diventa Domina Vacanze e partecipa all'UCI ProTour. Vanotti sfiora la vittoria in una tappa del Giro d'Italia, da Lissone a Varazze. L'anno dopo la squadra cambia ancora nome dopo la fusione con il Team Wiesenhof e diventa Team Milram. Vanotti però vi rimane solo nel 2006 per poi trasferirsi alla Liquigas nel 2007, stagione in cui ottiene la sua prima e unica vittoria da professionista, una tappa della Settimana Ciclistica Lombarda nella sua città d'origine, Bergamo.
Nel 2013 cambia squadra, passando all'Astana, in cui segue l'amico Vincenzo Nibali. Rimane con la formazione kazaka fino a tutto il 2016. Ad inizio 2017 lascia il ciclismo professionistico e fonda una società di turismo sportivo, la Vanotti Cycle Camp.
Palmarès 2003 (U.C. Bergamasca 1902) Trofeo Unidelta
2007 (Liquigas) 5ª tappa Settimana Ciclistica Lombarda (Bergamo > Bergamo)
Altri successi 2007 (Liquigas) 1ª tappa Giro d'Italia (Caprera > La Maddalena, cronosquadre)
2008 (Liquigas) 1ª tappa Vuelta a España (Granada, cronosquadre)
2010 (Liquigas-Doimo) 1ª tappa, 2ª semitappa Settimana Internazionale di Coppi e Bartali (Riccione, cronosquadre)
2013 (Astana Pro Team) 1ª tappa Vuelta a España (Vilanova de Arousa > Sanxenxo, cronosquadre)
Piazzamenti Grandi Giri
Giro d'Italia 2004: 44º 2005: 74º 2006: 69º 2007: 107º 2008: 86º 2009: 107º 2010: 76º 2011: 73º 2013: ritirato (14ª tappa)
Tour de France 2005: 133º 2009: 120º 2011: 133º 2012: 118º 2014: 147º
Vuelta a España 2007: 66º 2008: 75º 2013: 113º 2015: 135º 2016: 97º
Classiche monumento
Milano-Sanremo 2013: 77º
Liegi-Bastogne-Liegi 2015: ritirato
Giro di Lombardia 2004: 58º 2013: ritirato
Competizioni mondiali Campionati del mondo Toscana 2013 - Cronosquadre: 6º Toscana 2013 - In linea Elite: ritirato
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