Hoa hậu Thu Thảo sinh ra ở ấp Thống Nhất, thị trấn Ngan Dừa, huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu. Cô theo học tại THPT Ngan Dừa và đạt danh hiệu Học sinh giỏi trong nhiều năm liền. Đến năm cuối THPT, gia đình Đặng Thu Thảo gặp nhiều khó khăn.
Công việc làm ăn của cha cô gặp khó khăn và ông mắc bệnh tiểu đường. Mẹ cô đã quen với công việc nội trợ nay phải lo kiếm tiền để nuôi chồng và các con nên phải bán căn nhà đang ở, mua căn nhà nhỏ hơn để có tiền trị bệnh cho chồng.
Vì vậy Đặng Thu Thảo bị ảnh hưởng tâm lý, không còn giữ được kết quả loại giỏi như trước.
Tốt nghiệp THPT, gia đình không có tiền đóng học phí cho cô theo học đại học. Cô xin mẹ cho đi làm một năm lấy tiền đóng học phí cho năm sau. Mới đầu cô học nghề trang điểm và gặp được thầy Đăng Hùng, chuyên gia trang điểm nổi tiếng ở Cần Thơ và được thầy khuyên nên thi hoa hậu nhưng cô không quan tâm nên quyết định đi làm.
Thu Thảo lên thành phố Cần Thơ và bán mỹ phẩm trong siêu thị. Do đặc thù nghề nghiệp phải tiếp xúc với nhiều loại mỹ phẩm khiến cô lo lắng cho da của mình nên quyết định nghỉ việc và chuyển sang nghề pha chế đồ uống. Nhưng vì công việc mệt mỏi không có thời gian ôn tập để năm sau thi lại nên cô quyết định nghỉ làm tập trung cho việc học.
Trước khi tham gia cuộc thi Hoa hậu Việt Nam, Thu Thảo đã tham gia và giành được danh hiệu Hoa khôi đồng bằng sông Cửu Long 2012.
Cô đăng quang tại cuộc thi hoa hậu toàn quốc lần thứ 13 tổ chức tại Cung thể thao Tiên Sơn - Thành phố Đà Nẵng. Thời điểm đăng quang hoa hậu, chỉ số hình thể ba vòng của cô là 83-60-90, chiều cao 1,73m, nặng 49kg, đang là sinh viên Trường Đại học Tây Đô (Cần Thơ).
Theo một nguồn tin có uy tín, Thu Thảo đang có một tình yêu đẹp với một đại gia trẻ có tiếng, vì thế cô chỉ tập trung vào việc học tập là chính và thấy bình yên với cuộc sống hiện tại. Mới đây, cô xuất hiện trong một số sự kiện thời trang lớn và luôn đồng hành cùng những nhân vật vô cùng tên tuổi.