Ngô Thanh Vân sinh năm 1979, cô được sinh ra và lớn lên ở miền Tây sông nước. Thời niên thiếu, cô từng sang Na Uy để học tập, đến năm 1999 thì trở về Việt Nam và bắt đầu sự nghiệp.
Ngay từ khi còn nhỏ, Ngô Thanh Vân đã bộc lộ niềm đam mê võ thuật. Trong những ngày tháng tại Na Uy, cô cũng từng nhiều lần đối mặt với những tình huống "thập tử nhất sinh". Chính điều này góp phần tạo nên tính cách mạnh mẽ, "đả nữ" thứ thiệt của nữ diễn viên hiện tại.
Sau khi trở về Việt Nam vào năm 1999, Ngô Thanh Vân bắt hoạt động nghệ thuật với tư cách là vũ công, người mẫu. Năm 2000, cô ghi danh tại cuộc thi Hoa hậu Phụ nữ Việt Nam qua ảnh. Vẻ đẹp lạ của Ngô Thanh Vân khi đó đã được ban giám khảo đánh giá cao. Cô đạt danh hiệu Á hậu 2, sau người mẫu Dương Yến Ngọc (Á hậu 1) và siêu mẫu Trần Bảo Ngọc (Hoa hậu).
Chính danh hiệu Á hậu đã giúp Ngô Thanh Vân tiến thẳng lên các sàn catwalk ở vị trí vedette. Cùng với Thanh Hằng, cô là gương mặt người mẫu mới được đánh giá là hàng đầu làng thời trang của Việt Nam khi ấy với thần thái sắc lạnh, khung xương hoàn hảo và những bước đi quyến rũ do là một vũ công.
Dẫu vậy, Ngô Thanh Vân không an phận ở vai trò người mẫu. Năm 2002, cô bắt đầu sự nghiệp ca hát với album đầu tiên là "Thế giới trò chơi", tiếp đó là "Bí ẩn mặt trăng", "My Way", "Studio 68"... Với những bản nhạc gây ấn tượng mạnh như "Thế giới trò chơi", "Cho người tình xa", "Hát một mình",...
Dù thành công trong cả vai trò người mẫu và ca sĩ nhưng điện ảnh mới đưa tên tuổi của Ngô Thanh Vân thăng hoa. Vào năm 2004, Ngô Thanh Vân đã tạo dấu ấn đầu tiên ngay trong bộ phim ca nhạc quốc tế "Rouge" được phát sóng trên kênh MTV Asia tại nhiều nước ở châu Á. Cũng nhờ bộ phim này mà cô trở thành "Diễn viên được yêu thích nhất" của MTV Asia.
Từ năm 2006 đến năm 2008, Ngô Thanh Vân tham gia 3 bộ phim điện ảnh là "Chuyện tình Sài Gòn" của đạo diễn Ringo Le, "2 trong 1" của đạo diễn Đào Duy Phúc và "Dòng máu anh hùng" của đạo diễn Charlie Nguyễn. Đây là giai đoạn nhan sắc của Ngô Thanh Vân rực rỡ nhất. Màn ảnh Việt lâu lắm rồi mới có một gương mặt đẹp như thế cùng khả năng diễn xuất tinh tế.
Đặc biệt, với "Dòng máu anh hùng", tài năng của Ngô Thanh Vân thực sự được thừa nhận bởi giới chuyên môn. Vai Thúy trong bộ phim này đã giúp nữ diễn viên đoạt giải "Nữ diễn viên chính xuất sắc nhất" LHP Việt Nam lần thứ 15, đồng thời giúp cô có 1 danh xưng mới gắn liền tới bây giờ mà chưa ai vượt qua được là "Đả nữ màn ảnh Việt".
Sau "Dòng máu anh hùng", Ngô Thanh Vân chính thức chuyên tâm cho điện ảnh, từ bỏ sàn catwalk cũng như việc ca hát. Cô học sản xuất phim và sau này tự cho ra mắt các bộ phim của chính mình. Có thể kể ra những cái tên đình đám mang thương hiệu Ngô Thanh Vân như: "Tấm Cám: Chuyện chưa kể", "Cô Ba Sài Gòn", "Song Lang", "Hai Phượng"...
Vào năm 2015, Ngô Thanh Vân từng khiến truyền thông xôn xao khi xác nhận tham gia góp mặt trong dự án phim "Ngọa hổ tàng long 2" của Trung Quốc. Đến năm 2017, cô được nhận một vai diễn trong bộ phim Hollywood đình đám "Kong: Đảo đầu lâu" nhưng phải từ bỏ ở phút chót do xung đột lịch làm việc. Cô cũng từng được mời tham gia casting nhiều bộ phim quốc tế như: "Biệt đội cảm tử", "Wonder Woman" và "Downsizing".
Sau thời gian hoạt động miệt mài, cô đã vinh dự trở thành diễn viên duy nhất được tạp chí Forbes xếp vào top 50 người phụ nữ có sức ảnh hưởng nhất Việt Nam năm 2017. Cùng năm, cô cũng gây bất ngờ khi xuất hiện trong bộ phim điện ảnh "Star Wars: Jedi cuối cùng". Thừa thắng xông lên, cô tiếp tục góp mặt trong bộ phim kỳ ảo của Mỹ có tên "Bright" (Chiếc đũa quyền năng) được phát hành trên hệ thống Netflix.
Năm 2020, Ngô Thanh Vân tiếp tục xuất hiện trong bộ phim Năm chiến binh (Da 5 Bloods) với vai Hanoi Hannah, nữ phát thanh viên Việt Nam có thật trong lịch sử thời chống Mỹ. Tháng 6/2021, Ngô Thanh Vân xác nhận sẽ đóng phần hai "The old guard" - series hành động do minh tinh Charlize Theron đóng chính.
Giờ đây, không ngoa khi nói khán giả có phần khó khăn khi gọi danh xưng của Ngô Thanh Vân thế nào cho đúng. Từ xuất thân là một người đẹp, Ngô Thanh Vân có bước tiến dài trong nghệ thuật, là hình mẫu người đẹp đa năng đầu tiên của showbiz Việt. Hiện tại, ở tuổi 42, cô sở hữu sự nghiệp rực rỡ và có mối tình hạnh phúc bên tình trẻ kém 11 tuổi Huy Trần.