Cô là con út trong một gia đình có 3 chị em. Năm 1999, Ngô Thanh Vân trở về Việt Nam sau khoảng thời gian định cư ở Na Uy từ năm 16 tuổi.
Năm 2000, cô đoạt giải Á Hậu 2 trong cuộc thi Hoa Hậu Việt Nam qua ảnh. Sau đó, cô bắt đầu sự nghiệp tại Việt Nam như người mẫu cho các tạp chí, lịch, các bộ sưu tập thời trang và dần lấn sân sang các lĩnh vực diễn viên, ca sĩ với dòng nhạc pop/ dance và thành công với album “Thế giới trò chơi” gồm các ca khúc “Thế giới trò chơi”, “Ngày tươi sáng”. Năm 2004, cô tiếp tục phát hành album thứ 2 “Bí ẩn vầng trăng” với bản hit” Vươn đến tầm cao” là bài hát cổ vũ Sea Games 22. Năm 2008, cô gặt hái được nhiều thành công và cho ra đời nhiều sản phẩm âm nhạc chất lượng.
Hiện nay, Ngô Thanh Vân đang là giám đốc Công Ty Cung Cấp Tài Năng Việt (VAA) và là người dẫn dắt nhóm nhạc 365DaBand.

Những album đã được phát hành:
- Thế giới trò chơi (2003)
- Bí ẩn vầng trăng (2004)
- My Way (2005)
- Studio 68 (2008)
- Nước mắt thiên thần (2008)