โอลิมปิก 2004

วรพจน์ลงแข่งขันในรุ่นแบนตั้มเวท 54 กิโลกรัม ในการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อน 2004 ที่กรุงเอเธนส์ ประเทศกรีซ โดยขึ้นแข่งขันกับคู่ชกดังต่อไปนี้

• รอบ 32 คนสุดท้าย: ชนะ คิมวอนลี จากเกาหลีใต้ 1-47 หมัด
• รอบ 16 คนสุดท้าย: ชนะ คาวาสซี คัตซีกอฟ จากเบลารุส 33-18 หมัด
• รอบ 8 คนสุดท้าย: ชนะ เนสเตอร์ โบรุม จากไนจีเรีย 29-14 หมัด
• รอบรองชนะเลิศ: ชนะ อักฮาซี มัมมาดอฟ จากอาเซอร์ไบจาน 22-19 หมัด
• รอบชิงชนะเลิศ: แพ้ กิลเลอร์โม ริกอนเดอ๊อกซ์ จากคิวบา 12-22 หมัด[2]

โอลิมปิก 2008

ก่อนการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อน 2008 ที่กรุงปักกิ่ง สาธารณรัฐประชาชนจีน วรพจน์ประกาศว่า ตนจะคว้าเหรียญทองให้ได้ เพื่อนำไปเป็นกำลังใจให้คุณพ่อที่ป่วยเป็นโรคมะเร็ง วรพจน์สามารถผ่านรอบแรกไปโดยไม่ต้องชก เนื่องจากจับสลากได้ผ่านโดยอัตโนมัติ ในรอบสองสามารถเอาชนะ วิตโตริโอ จาฮิน ปาร์ริเนลโล จากอิตาลี ไปได้ขาดลอย 12-1 หมัด[3] แต่รอบสาม หรือรอบ 8 คนสุดท้าย วรพจน์กลับแพ้ให้กับ แยนคีล ลีออน อลาร์คอน จากคิวบา 2-10 หมัด ที่เป็นตัวแทนของกิลเลอร์โม ริกอนเดอ๊อกซ์ คู่ชิงชนะเลิศที่สามารถเอาชนะวรพจน์ไปได้เมื่อ 4 ปีที่แล้ว[4] โดยภายหลังการชก วรพจน์ถึงกับร่ำไห้ ที่ไม่สามารถคว้าเหรียญรางวัลใดได้เลย[5]

โอลิมปิก 2012

ในการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อน 2012 ที่กรุงลอนดอน สหราชอาณาจักร วรพจน์ไม่อาจผ่านไปในรอบสุดท้ายในการแข่งขันได้ ด้วยเป็นฝ่ายแพ้ ชีวา ธาปา นักมวยชาวอินเดีย อายุ 18 ปี ไป 10-16 หมัด ในการแข่งขันคัดเลือกตัวที่ประเทศคาซัคสถาน เมื่อต้นเดือนเมษายน ปีเดียวกัน[6]