Cao Thùy Dương sinh năm 1987, trước khi tham gia showbiz, cô từng là VĐV của môn võ Vovinam và đã giành được một số giải cấp tỉnh.
Cô tham gia một số cuộc thi nhan sắc và đoạt giải Người đẹp Tài năng tại cuộc thi Hoa hậu Thể thao 2007, Hoa hậu được yêu thích tại cuộc thi Hoa hậu Quốc tế 2008.
Sau đó, Cao Thùy Dương tham gia showbiz, làm người mẫu và diễn viên điện ảnh.
Hồi cuối tháng 7/2013, Cao Thùy Dương trở thành tâm điểm trên mạng khi bị chỉ trích là vô cảm trong đám ma của Wanbi Tuấn Anh. Trên Facebook xuất hiện một số những status chia sẻ về hành động phản cảm của một người đẹp đi dự đám tang của một người nổi tiếng. Tuy không nói rõ là đám tang của ai nhưng khán giả đều hiểu đó là chàng ca sĩ đoản mệnh Wanabi Tuấn Anh.
Theo một hot blogger - người trực tiếp có mặt tại đám tang, người đẹp này vô duyên tới mức phàn nàn là giờ cúng cơm lâu quá, sau đó ngồi chụp ảnh tự sướng vào đúng lúc nhà sư đang tụng kinh.
Hot blogger này giấu tên của cô gái, nhưng trên một tài khoản Facebook khác đã ngầm "tố cáo" người đẹp này là Cao Thùy Dương. Đây cũng là người có mặt tại đám tang và sau khi trở về, anh chia sẻ những bức xúc của mình về hành động phản cảm của nhân vật trên.
"Đi viếng thăm một người đã mất nhưng đa số giành thời gian để chụp hình tự sướng và khi rời nơi viếng chưa xa thì chụp hình trước phóng viên và trả lời phỏng vấn??? Chị nghĩ chị đang đi thi Hoa hậu Quốc Tế như thời năm 2008 sao??? Sau hôm nay chị thấy chị vẫn đáng tự hào với danh hiệu đó sao??? Tôi tự thấy may mắn vì khoảng thời gian chị dành cho chúng tôi không nhiều. Cảm ơn chị vì điều đó. Và xin chị đừng làm xấu hổ thể diện của hoa hậu Việt Nam nói riêng và thể diện của người phụ nữ Việt Nam nói chung. Hy vọng thế hệ hoa hậu sau này sẽ "khác xa" chị nhiều. Status này được ghi đúng những gì bất bình tôi được nghe, thấy và được share public vì tôi không nghĩ tôi nói gì sai trái hoặc có bất cứ một ai có thể đồng tình với hành động của chị".
Chưa biết thật giả những lời tố cáo trên như thế nào nhưng sau sự cố này, Cao Thùy Dương phải đối mặt với không ít chỉ trích, phê phán từ khán giả.
Trước Ngọc Trinh, Cao Thùy Dương từng là "gà" của Khắc Tiệp và vướng tin đồn tình ái với ông bầu này. Tuy nhiên, sự hợp tác của họ không dài lâu và sau đó đường ai nấy đi.
Mới đây, Vũ Khắc Tiệp có mặt tại Côn Đảo cùng với một số người mẫu trẻ của Việt Nam, trong đó có cả Cao Thùy Dương. Tại đây, anh cùng những người mẫu và bạn bè của mình đã có những giờ phút thảnh thơi, vui vẻ trên biển.
Đặc biệt, Vũ Khắc Tiệp tỏ ra khá thân mật với Cao Thùy Dương. 2 người thường xuyên chụp hình gần nhau, thậm chí "ông bầu Ngọc Trinh" còn tình tứ ôm eo Cao Thùy Dương dạo chơi trên biển.
Bức hình tình tứ của Khắc Tiệp và Thùy Dương càng khiến công chúng xôn xao hơn khi cô nàng còn "bỏ quên" nội y với vòng 1 căng đầy.
Phải chăng, vì Cao Thùy Dương giàu có hơn, lại vẫn còn độc thân nên Khắc Tiệp quyết định chuyển hướng sang cô thay vì quấn quýt bên Ngọc Trinh như ngày trước? Bởi lẽ, cách đây chưa lâu, Cao Thùy Dương vừa khoe ngôi nhà trị giá 2 triệu đô ở một khu chung cư cao cấp tại TP HCM. Dù chưa có nhiều thành công nổi bật trong làng giải trí nhưng Người đẹp Hoa hậu quốc tế 2008 vẫn đủ sức sắm căn hộ cao cấp như vậy chứng tỏ cô cũng không phải người "tầm thường".
Thêm nữa, Cao Thùy Dương vẫn còn độc thân, chưa có người yêu như Ngọc Trinh. Vậy nên, cô hoàn toàn có thể "toàn tâm toàn ý" bên cạnh Khắc Tiệp. Âu cũng tốt cho "nữ hoàng nội y" vì không lo người bạn trai giấu mặt lâu năm ghen tuông.