Ca sĩ Thu Hằng sinh năm 1987 tại Nghệ An trong gia đình có 3 chị em gái. Bố mẹ ly dị năm cô 12 tuổi. Thu Hằng ở với mẹ. Mỗi dịp Tết đến là lúc chị em cô khóc nhiều nhất vì cả gia đình không được đoàn tụ. Có năm, Thu Hằng ăn Tết với bố, có năm ăn Tết với mẹ.
15 tuổi, Thu Hằng theo học hệ trung cấp Nhạc viện Hà Nội, khoa nhạc cụ dân tộc trong 4 năm và theo học tiếp 7 năm ngành Thanh nhạc trường Văn hóa Nghệ thuật quân đội.
Vì hoàn cảnh gia đình khó khăn nên nữ ca sĩ từng giấu bố mẹ đi làm để tự trang trải học phí cũng như sinh hoạt phí. Người đẹp không nề hà những công việc lao động chân tay vất vả như rửa bát cho quán phở, chạy bàn quán cà phê.
Ca sĩ Thu Hằng.
Nhớ lại những năm tháng ấy, Thu Hằng chia sẻ trong chương trình Chuyện tối cùng sao: "Tôi được bố mẹ và gia đình ủng hộ cho theo đuổi con đường nghệ thuật, nhưng giấu bố mẹ chuyện mình đi chạy bàn cà phê và rửa bát.
Tôi học xa nhà và ở ký túc xá nên bố mẹ không biết. Cho tới khi tôi nói, bố mẹ không cần lo tiền cho con nữa thì bố mẹ mới biết tôi đi làm thêm.
Thời điểm tôi đi học Nhạc viện là bố mẹ không ở với nhau, bố là người lo tài chính cho tôi. Tôi không biết là để có tiền cho tôi đi học, bố phải đi làm thêm cho người ta. Tôi cứ nghĩ là bố lấy tiền lương của bố để lo cho tôi.
Khi về nhà, tôi mới biết thông tin đó. Mọi người bảo tôi không thương bố. Tôi bực bội nên dù chưa đi làm thì tôi cũng tuyên bố với cả nhà là không phải lo nữa. Quay lại trường, tôi mới đi xin việc".
Thu Hằng được Đàm Vĩnh Hưng nâng đỡ khi Nam tiến phát triển sự nghiệp.
Sau khi tốt nghiệp, Thu Hằng tham gia hát trong quân đội và thường đi phục vụ các chiến sĩ ở quân khu. Năm 2015, cô Nam tiến tìm cơ hội nổi tiếng. Thu Hằng tham gia The Voice nhưng sớm bị loại.
Tuy nhiên tại cuộc thi này, Thu Hằng được Đàm Vĩnh Hưng nhận về công ty và khuyên cô theo đuổi dòng nhạc trữ tình. Năm 2016, cô tham gia cuộc thi Solo cùng bolero và đoạt giải quán quân. 2018, cô tiếp tục đăng quang Người kể chuyện tình mùa 2.
Kể về giai đoạn đầu đầy thách thức khi Nam tiến, Thu Hằng chia sẻ trên chương trình Chuyện tối cùng sao: "Tôi cảm thấy may mắn vì gặp được anh Đàm Vĩnh Hưng. Anh là chỗ dựa tinh thần cho tôi. Những lúc tôi nản lòng thì những câu chuyện anh Hưng kể về ngày xưa các anh chị trầy trật mới được đứng sân khấu hát tiếp thêm động lực cho tôi.
Nghe những chuyện đó, tôi tự nói với mình là, các anh chị mất cả chục năm thì vài năm với mình có là gì. Đó là câu mà tôi luôn tự nói với bản thân khi mình chới với.
Nói gì thì nói, cũng có những lúc mình bị khán giả lãng quên. Lúc tôi mới ra khỏi cuộc thi The Voice, không phải ai cũng đón nhận giọng hát của mình, có khen có chê. Tôi cảm ơn những lời khen chê đấy vì nó là động lực để mỗi ngày tôi cố gắng, chứng minh bản thân".
Thu Hằng trải qua nhiều mối tình, trong đó có mối tình 4 năm, cả hai đã chuẩn bị kết hôn thì lại chia tay.
Dù sở hữu giọng hát ngọt ngào, nhan sắc không thua gì hoa hậu cùng gout thời trang nữ tính nhưng Thu Hằng nhận mình có tính cách hơi đàn ông.
Về chuyện tình cảm, nữ ca sĩ đã trải qua 4, 5 mối tình. Cô từng yêu một người đàn ông 4 năm, cả hai đã xác định đi đến hôn nhân nhưng rồi tan vỡ.
Kể từ đó, Thu Hằng khá kín tiếng trong chuyện tình cảm. Tuy nhiên, có lần nữ ca sĩ xác nhận với truyền thông, cô đang trong một mối quan hệ mới hạnh phúc. Theo lời cô, bạn trai rất yêu thương và ủng hộ sự nghiệp ca hát của Thu Hằng.