L'existence du Vailulu'u a été révélée la première fois en 1973 lorsque des ondes acoustiques d'origine volcanique ont été repérées par le dispositif SOFAR, déployé entre les îles Wake et Midway. Des prospections effectuées en 1975 révèlent la présence du mont sous-marin mais la technologie d'époque ne permet pas d'en faire une cartographie précise. Cette dernière est effectuée en 1999 lors de la mission AVON qui permet d'établir une topographie assez précise de l'édifice. Celui-ci s'élève sur une hauteur d'environ 4200 m à partir du fond océanique et est coiffé d'un vaste cratère (caldera ?) d'environ 2000 m de diamètre et 400 m de profondeur, dont le sommet se trouve à environ 590 m sous la surface de l'eau. Sa morphologie allongée sur un axe est-ouest indique la présence d'au-moins trois rift zone (vers l'est, l'ouest et le sud-est) qui se rejoignent au cratère sommital. En 1995 une activité sismique anormale localisée à son niveau suggère l'occurrence d'une éruption. Une autre, qui s'est produite entre 2001 et 2005, fut mise en évidence à postériori, lors d'une mission de le NOAA. Les données permirent de constater la présence d'un nouveau cône intracratèrique d'environ 290 m de haut, baptisé Nafanua, localisé dans la partie ouest du cratère sommital. Le Vailulu'u est actuellement considéré comme se trouvant à l'aplomb du point chaud qui a donné naissance à l'archipel des îles Samoa.