Henry Vieuxtemps was ook als kamermusicus een gevestigde waarde in binnen- en buitenland. De muziekcriticus Maurice Kufferath merkte op dat, in tegenstelling tot Henryk Wieniawski, Vieuxtemps er in slaagde zijn virtuositeit in te tomen ten dienste van de muziek en zijn medemuzikanten.

De passie voor kamermuziek begon bij het spelen van kwartetten en duetten van Pleyel. Op tienjarige leeftijd ontdekte hij, dankzij zijn pianolerares en de zangeres Pauline Viardot, strijkkwartetten en sonates van Haydn, Mozart, Schubert en Beethoven. Vooral die laatste componist liet een onvergetelijke indruk na en was bepalend voor zijn verdere muzikale carrière.

Vieuxtemps maakte deel uit van diverse ensembles met grote muzikanten zoals de Florentijnse sopraan Carlotta Patti en de Bergamese cellist Alfredo Piatti.

Tijdens zijn jaren aan het Brusselse conservatorium vormde hij een pianotrio met zijn collega’s, de pianist Louis Brassin en de cellist Joseph Servais. Ondanks hun soms minder evidente keuze voor hedendaagse composities waren ze een vaste waarde in het Brusselse muziekleven.

Vieuxtemps organiseerde zelf ook heel wat kamermuziek-concerten en droeg op die manier bij aan de opwaardering van strijkkwartetten van de Eerste Weense School.
De succesvolle salonconcerten te Parijs werden alom geprezen als grote artistieke evenementen omwille van de nieuwe werken van onder andere Brahms die aan bod kwamen. Zelfs tijdens zijn laatste levensjaren in Mustapha-Algiers liet hij zich niet onbetuigd als promotor van de kamermuziek.