Nguyễn Cao Thu Vân sinh năm 1986, cao 1,63m, nặng 45 kg và sở hữu số đo 3 vòng: 82 - 60 - 87. 

Năm 11 tuổi cô đã sang Mỹ định cư cùng gia đình tại TP Garden Grove (California, Mỹ). Ở Mỹ rất nhiều năm nhưng Thu Vân vẫn nói tiếng Việt rất lưu loát, thậm chí không hề bị xen kẽ các từ tiếng Anh

Thu Vân sang Mỹ từ năm 11 tuổi nhưng cô vẫn có quan niệm tình yêu và hôn nhân của người Việt. Cô cho rằng con gái thiệt thòi nếu sống thử trước hôn nhân và sẽ không để mình vào tình trạng “sống thử trước hôn nhân”, “ăn cơm trước kẻng.

Người đẹp này từng đoạt danh hiệu Hoa hậu Los Angeles 2004, Hoa hậu Áo dài cuộc thi Hoa hậu Hoàn vũ Việt Nam 2007 tại Las Vegas - Mỹ, Hoa hậu ảnh của cuộc thi Hoa hậu Thế giới người Việt 2007.

Sau khi đoạt giải Hoa hậu Ảnh tại cuộc thi Hoa hậu Thế giới người Việt 2007, Thu Vân liên tục trở về Việt Nam để tham gia diễn xuất trong nhiều bộ phim như Mùa chim én xôn xao, Mùa cưới, Nữ biệt động Sài Gòn, Phiên chợ số... Cô còn khoe giọng hát trong chương trình “Người đẹp hát” lần thứ 4 tại sân khấu Lan Anh tháng 5/2008.

Cô gái đến từ Mỹ đã gây được thiện cảm đối với người xem không chỉ do ngoại hình đẹp mà còn ở cách ứng xử thông minh

Từng chia sẻ trên báo chí về vấn đề sống thử người đẹp cho biết: "Tôi là người Mỹ nhưng gốc Việt Nam. Tôi có suy nghĩ và quan niệm giống như đa phần các cô gái Việt Nam khác. Tôi biết người con gái nào cũng thiệt thòi hơn nếu sống thử trước hôn nhân. Vì thế, tôi sẽ không để mình vào tình trạng “sống thử trước hôn nhân” hay “ăn cơm trước kẻng".

Thu Vân quyết định phát triển sự nghiệp ở Việt Nam và có nhiểu bạn bè trong giới showbiz Việt.

Thu Vân có nhiều bạn bè là người nổi tiếng. Cô kết thân với người mẫu Vũ Thu Phương, Trang Nhung… Cô nói về những người bạn mới của mình: “Nếu ai chưa biết rõ về Vũ Thu Phương thì cảm thấy cô ấy rất khó gần. Thực chất, người mẫu Vũ Thu Phương là người hiền và dễ thương. Cô ấy có cuộc sống rất giản dị phía sau sàn catwalk. Còn Trang Nhung thì hồn nhiên, vui tính và dễ hoà đồng với mọi người. Tôi thích đi chơi cùng hai cô bạn này”. Cũng trong mắt Thu Vân, Quyền Lộc là chàng trai vui tính, hay làm cho cô cười.

Hỏi Thu Vân: “Lần trước, Vân khẳng định chuyện tình cảm đang rất tốt đẹp và “anh ấy đang đợi câu trả lời của tôi”. Vậy sau một thời gian, Vân đã có câu trả lời rõ ràng hay chưa?” .“Chúng tôi vẫn đang trong giai đoạn tìm hiểu. Anh ấy là doanh nhân ở Mỹ và đang đầu tư xây dựng tại Việt Nam. Dù quen chưa lâu nhưng chúng tôi sẽ đi đến hôn nhân. Tôi nghĩ sẽ không bao giờ tìm thấy người nào thương mình và hiểu mình như anh ấy”, Hoa hậu Ảnh cuộc thi Hoa hậu Thế giới người Việt ngượng nghịu thổ lộ.

Thu Vân được đánh giá là có cách ăn nói dễ thương và thông minh.

Ngày 22/10 vừa qua, Thu Vân đã kết hôn với ông Đoàn Đình Sơn, Chủ tịch hội đồng quản trị một công ty ở TP HCM và là anh trai của bà Đoàn Kim Hồng(Hoa hậu Quý bà). Ông Sơn hơn người đẹp 24 tuổi. Tuy nhiên, chỉ sau 2 tuần, Hoa hậu đã tuyên bố ly hôn. Nguyên nhân được hoa hậu tiết lộ là 2 người mâu thuẫn trong cả suy nghĩ và cách ứng xử.