J'aime bien cette locution adverbiale qui relève du registre soutenu.
Invariable, elle signifie : sans obtenir le moindre résultat ; vainement, inutilement, en pure perte, sans espoir, sans effet.
On dit par exemple : "Il ne viendra plus : tu l'attends en vain".
Ou : "Je ne me suis pas sacrifié en vain : mes enfants ont réussi leurs études".
Sources : www.larousse.fr et www.linternaute.fr