Sở hữu gương mặt xinh đẹp, Nguyễn Cao Thu Vân từng tham gia nhiều cuộc thi nhan sắc và đạt thành tích cao như Hoa hậu người Việt tại Los Angeles 2004, Hoa hậu Áo dài Las Vegas 2007, Người đẹp ảnh cuộc thi Hoa hậu Thế giới người Việt 2007…
Ngoài ra, cô còn tham gia diễn xuất ở một số bộ phim như Mùa Chim Én Xôn Xao, Mùa Cưới,...
Từng đạt thành tích ở các cuộc thi nhan sắc cũng như đóng phim nhưng Thu Vân vẫn khá mờ nhạt, chưa được nhiều khán giả biết. Đến khi cô thông báo kết hôn với một đại gia lớn hơn 24 tuổi, nhiều người đã bất ngờ trước thông tin này và dành sự quan tâm đến người đẹp sinh năm 1986.
Năm 2012, Thu Vân lên xe hoa với người đàn ông đã có một đời vợ. Đám cưới của cô có nhiều nghệ sĩ nổi tiếng của showbiz Việt đến chung vui. Cưới chồng lớn hơn nhiều tuổi đã khiến đông đảo khán giả chú ý, Thu Vân còn gây “bùng nổ” khi tuyên bố ly hôn sau 2 tuần sống chung. Thời điểm đó, hôn nhân của người đẹp 8X trở thành đề tài khiến dư luận bàn tán sôi nổi.
Theo Thu Vân tiết lộ, lý do khiến cô ly hôn vì chồng lớn tuổi thường "nói nhiều và lại hay nói những điều lung tung, ít suy nghĩ". Người đẹp 8X cho biết thêm, chồng ít lãng mạn và không quan tâm nhiều đến cảm xúc của vợ. Ngoài ra, đối phương còn ghen tuông thái quá nên Thu Vân cảm thấy chán nản, quyết định ly hôn.
Sau khi ly hôn, Thu Vân cho biết cô rút ra bài học là không nên đánh giá đàn ông lớn tuổi là người có nhiều kinh nghiệm trong hôn nhân “và cũng đừng thấy người ta có tiền mà vội lao vào. Kết cục sẽ chẳng hạnh phúc đâu vì cuộc sống lâu bền dựa trên sự tìm hiểu kỹ càng, phải có thời gian bên nhau lâu dài mới đi đến hôn nhân được. Và chuyện lãng mạn, ngọt ngào trong cuộc sống vợ chồng là điều rất cần để duy trì hạnh phúc”.
Từ khi ly hôn đến nay, Thu Vân gần như biến mất khỏi làng giải trí Việt. Có thông tin cho rằng, cô đang tập trung kinh doanh thay vì lựa chọn hoạt động nghệ thuật như trước.
