Ngọc Diễm đăng quang Hoa hậu Du lịch Việt Nam 2008, từng đại diện Việt Nam thi Hoa hậu du lịch quốc tế 2008 và nằm trong danh sách đề cử Hoa hậu Thế giới 2009, Hoa hậu Hoàn vũ 2009. Trong thời gian tới, Ngọc Diễm ấp ủ một số hoạt động thiện nguyện dành cho trẻ em và sinh viên.
Từng tham gia diễn xuất trong Tham vọng, Ngọc Diễm vào vai một cô gái trong sáng, yêu tha thiết nhân vật của Hòa Hiệp. Sau Tham vọng, Ngọc Diễm chưa nhận lời đóng phim nào khác.