Chi Pu sinh tại Hà Nội và có một chị gái lớn hơn cô 11 tuổi. Từ nhỏ, cô đã nhận được sự giáo dục nghiêm khắc từ bố làm trong quân đội và mẹ làm giáo viên. Chi Pu biết chơi piano từ khi còn nhỏ và đã giành giải thưởng tại Liên hoan đàn phím điện tử thành phố Hà Nội vào năm 2003. Năm 2013, cô tham gia nhiều dự án phim ảnh đa dạng như Giọt nước rơi, Giấc mơ hạnh phúc, Thần tượng, Cô gái trên tầng thượng, và sitcom 5S Online với vai Nana công chúa.
Sau đó, vào năm 2014, Chi Pu quyết định chinh chiến ở phía Nam và tham gia các dự án phim như Vẫn có em bên đời, Hương Ga, Chung cư ma, cùng với việc tự viết kịch bản, đạo diễn và tham gia diễn xuất trong bộ phim ngắn My Sunshine để ủng hộ cộng đồng LGBT. Năm 2015, cô đảm nhận vai diễn chính trong phim Yêu của đạo diễn Việt Max, và phim này nhanh chóng thu về 12 tỷ đồng sau 3 ngày ra rạp.
Năm 2016, Chi Pu tham gia sản xuất web-series "Tỉnh giấc tôi thấy mình trong ai" với sự tham gia của nhiều nghệ sĩ nổi tiếng. Cô cũng có vai chính trong phim "Vệ sĩ Sài Gòn" cùng với B Trần, Kim Lý và Thái Hoà. Ngoài công việc diễn xuất, Chi Pu còn là mẫu ảnh cho các tạp chí và thương hiệu thời trang lớn. Cô cũng đã thể hiện giọng hát qua các ca khúc nhạc phim và quảng cáo.
Về mối quan hệ cá nhân, Chi Pu từng hẹn hò với nam ca sĩ Cường Seven trong 3 năm trước khi chia tay vào năm 2013. Người bạn thân thiết nhất của cô được xem là ca sĩ Gil Lê. Cô ghi nhận sự hỗ trợ và tình cảm mà gia đình Gil đã mang lại cho cô khi mới đến Sài Gòn. Chi Pu coi Gil Lê như người bạn không thể thiếu trong cuộc sống của mình.
