Hoa Thúy sinh ngày 30 tháng 1 năm 1979 tại Đông Anh, Hà Nội. Năm 1993, khi mới 14 tuổi, cô theo học nghệ thuật Chèo tại trường Cao đẳng Nghệ thuật Hà Nội. Năm 1997, cô tốt nghiệp và gia nhập Đoàn Chèo Hà Nội. Cũng trong năm 1997, cô được đạo diễn Vũ Châu mời đóng vai chính trong Duyên Nghiệp. Vai diễn nổi tiếng nhất của Hoa Thúy là Thu Hiền, đóng cặp cùng NSƯT Võ Hoài Nam trong Cảnh sát hình sự năm 1997, đạo diễn Khải Hưng đã chọn cô trong số rất nhiều diễn viên tham gia casting. Từ năm 1997 đến 2000, cô làm diễn viên tự do rồi làm diễn viên tại Nhà hát Tuổi Trẻ cho đến nay. Năm 2019, cô được trao tặng danh hiệu Nghệ sĩ ưu tú.
