O efeito vinculante vertical é a dimensão mais conhecida e expressamente consagrada do efeito vinculante das decisões do Supremo Tribunal Federal, referindo-se à obrigatoriedade de observância, por todos os demais órgãos do Poder Judiciário e pela Administração Pública direta e indireta, das decisões proferidas pelo STF em controle concentrado de constitucionalidade e das Súmulas Vinculantes. Seu fundamento constitucional está no art. 102, §2º, da CF/88, para as ADIs e ADCs, no art. 103-A para as Súmulas Vinculantes, e implicitamente no art. 927 do CPC/2015, que lista as decisões de observância obrigatória por todos os tribunais e juízes.
A consagração do efeito vinculante vertical no ordenamento brasileiro representa uma aproximação do sistema de controle de constitucionalidade brasileiro ao modelo europeu (kelseniano), em que as decisões de inconstitucionalidade têm força de lei e vinculam toda a ordem jurídica. Antes da EC 3/1993 (que introduziu o efeito vinculante para a ADC) e da EC 45/2004 (que o estendeu às ADIs e criou as Súmulas Vinculantes), as decisões do STF em controle concentrado tinham eficácia limitada.
O efeito vinculante vertical abrange, segundo o STF, não apenas a parte dispositiva das decisões, mas também os fundamentos determinantes (ratio decidendi), ou seja, as razões essenciais que levaram à conclusão do julgado, que vinculam os tribunais inferiores ao apreciarem casos análogos. Essa tese da vinculação aos fundamentos determinantes (transcendência dos motivos determinantes) foi objeto de debate no STF, que, nos Rcl 3.014, Rcl 6.860 e Rcl 11.477, adotou posição restritiva, limitando o efeito vinculante vertical à parte dispositiva e à tese constitucional expressamente fixada.
A violação ao efeito vinculante vertical enseja a propositura de reclamação constitucional perante o STF (art. 102, I, l, CF/88 e arts. 988 a 993, CPC/2015), mecanismo processual que permite a cassação de decisão judicial ou administrativa que descumpra decisão do tribunal ou Súmula Vinculante.