Thúy Vinh sinh ra trong một gia đình có truyền thống về thể thao. Bố là một cựu cầu thủ bóng đá của đội Sông Lam Nghệ An, em gái Thúy Hiền cũng là một tuyển thủ môn wushu. Từ nhỏ, cô đã cùng với cô em gái học võ thiếu lâm với võ sư Nguyễn Tùng Lâm tại trường PTCS Đức Giang. Sau đó chỉ có Thúy Hiền là theo nghiệp võ với môn wushu, còn Thúy Vinh lại bén duyên với bộ môn cầu mây. Là vận động viên chuyên nghiệp, cô cũng sở hữu bảng vàng Sea games và rất nhiều giải thưởng quốc tế.
Nghiệp mẫu đến với cô trong một lần tình cờ vào Sài Gòn và được người mẫu Đức Hải phát hiện. Tuy lúc đó, Thúy Vinh bắt đầu bước chân vào làng mẫu là quá muộn song cô gái có nét mặt lạnh lùng, cá tính đã dần trở thành cái tên hot trên sàn catwalk và nhanh chóng được những thương hiệu lớn "chấm" làm người mẫu độc quyền. Sau một thời gian theo đuổi nghiệp mẫu, cô chuyển hướng sang kinh doanh và hoạt động âm nhạc.
Trong thời gian này, cô kết đôi với Thanh Thảo. Tình bạn của Thúy Vinh và ca sĩ Thanh Thảo tưởng chừng như không gì có thể chia cắt nổi, cả hai cùng thành lập công ty giải trí - đào tạo ca sĩ trẻ Music Box. Thế nhưng, cũng chính vì cùng mở công ty đã khiến cả hai nảy sinh mâu thuẫn. Thậm chí, hai người còn lôi nhau ra tòa kiện cáo nhằm giành quyền lợi về mình.
Nói về Thúy Vinh, Thanh Thảo bức xúc viết: "Tôi thấy xấu hổ vì cũng là do mình đem một bà bán quần áo ngoài Hà Nội vào Sài Gòn để biến thành trợ lý của tôi, vì thấy xinh xắn, hiền lành, lanh lợi nên tạo cơ hội cho thành người có địa vị xã hội, biến bà thành bà giám đốc đại diện cho Thanh Thảo. Xong cũng chính bà lừa thầy phản bạn, lấy bao nhiêu tiền của gia đình tôi đến giờ không trả, cướp công ty, cướp tài sản cá nhân của tôi và cái sim điện thoại đắt tiền".
Có thời điểm, Thúy Vinh bị dồn đến tận chân tường khi liên tục bị nhiều người đòi nợ, đe dọa, thậm chí bạn tri kỷ quay lưng khiến cô muốn bỏ cuộc, bỏ TP.HCM để về với Hà Nội bình yên. Nhưng vì cái duyên với nghề, vì trách nhiệm phải trả nợ mà Thúy Vinh lại tiếp tục làm "bà bầu" âm nhạc. Năm 2012, Thúy Vinh kết hôn với chồng người Singapore.
Nói về nguyên nhân không sống cùng chồng, Thúy Vinh giải thích: "Nếu không chọn đam mê, tôi đã sang Singapore để thay đổi cuộc sống mới bên chồng và con. Tôi luôn phải cân đối giữa công việc và gia đình. Hàng tháng tôi vẫn đi đi lại lại Singapore và Việt Nam. Tôi không thấy cô đơn, tôi hạnh phúc vì tôi có đầy đủ cả tình yêu lẫn công việc tôi yêu thích".
Nghe cô lý giải bằng một thái độ điềm nhiên ấy, khó ai nghĩ một cô gái Hà thành nhẹ nhàng lại dũng cảm và mạnh mẽ đến vậy. Xinh xắn, ăn nói có duyên nhưng cô không lựa chọn một cuộc sống dựa dẫm bởi cựu mẫu cho rằng, duyên số của mình thì mình phải tự gánh, không nên trông cậy đùn đẩy cho ai.
Cô thổ lộ về chồng: "Khó khăn là của riêng tôi. Tôi muốn tự mình giải quyết hơn là dựa dẫm vào một ai đó. Đó là cá tính của tôi rồi, không thay đổi được. Cái gì cần sự chung sức của cả hai thì chúng tôi đều góp mặt. Ví dụ như, anh ấy vẫn đang cùng tôi lo lắng, chăm sóc nuôi dạy con trai ngoan ngoãn nên người".
Tuy nhiên, sau đó, Thúy Vinh lại lên tiếng ly hôn và nuôi con một mình. Năm 2019, Thúy Vinh lại bị một người phụ nữ tố lừa tiền. Tại thời điểm đó, người phụ nữ này viết: "Thúy Vinh lừa đảo. Đến nước này thì thật sự hết chịu nổi rồi. Không những lừa tiền, lừa lòng tin, lừa từng câu nói. Đã cho rất nhiều cơ hội rồi, nhưng thật sự con người này quá vô ơn và vô nghĩa. Lừa đảo quen rồi, dám lừa cả người xung quanh tôi rồi lấy danh nghĩa bạn tôi đi mua sữa có mấy triệu bạc mà không trả nữa. Tôi xấu hổ thật đó, nhưng tôi cũng phải đăng lên, vì cái dáng chuyên làm tội nghiệp của Thúy Vinh, những lời nói nhẹ nhàng sẽ đi lừa người ta tiếp".
Hiện tại sau những ồn ào về đời tư, Thúy Vinh dường như biến mất khỏi showbiz. Cô không có bất cứ hoạt động nào và kín tiếng khiến nhiều khán giả cực kỳ tò mò. Trên trang cá nhân, cựu mẫu vẫn không chia sẻ bất cứ thông tin nào suốt 3 năm qua.