Trần Thu Ngọc sinh năm 1983. Cô từng là một giọng ca nhí hoạt động lâu năm tại nhà văn hóa thiếu nhi TP.HCM. Ở độ tuổi trưởng thành, cô được đánh giá cao về nhan sắc, giọng hát và phong cách biểu diễn.
Có thời gian, Thu Ngọc hoạt động trong nhóm Mắt Ngọc với phiên bản 6 thành viên. Nhưng đến năm 2000, cô rời nhóm vì lý do cá nhân.
Cũng sau thời điểm đó, giọng ca 8x gia nhập nhóm Mây Trắng cùng Ngọc Châu, Anh Thúy, Yến Trang, Thu Thủy và đảm nhận vai trò trưởng nhóm.
Trong suốt hơn một thập kỉ đồng hành, Thu Ngọc có công lớn khi giúp Mây Trắng trở thành một nhóm nhạc đình đám, được đông đảo người mến mộ. Tuy nhiên cuối năm 2012, cô khiến nhiều đồng nghiệp, khán giả bất ngờ khi lập gia đình với ông xã Việt kiều Mỹ.
Về mối quan hệ tình cảm giấu kín trong suốt nhiều năm, Thu Ngọc tiết lộ người bạn đời từng học chung nhiều cấp học và luôn âm thầm ủng hộ cô theo đuổi đam mê nghệ thuật. Sau khi lên xe hoa, cô vẫn tham gia hoạt động ca hát ở nhóm.
Đến tháng 06/2013, Thu Ngọc quyết định chia tay Mây Trắng để dành thời gian chăm lo cho cuộc sống riêng. Do quá nhớ nghề, có thời gian cô làm quản lý cho nhóm nhạc trẻ TVM. Nhưng khi công việc không thuận lợi, Thu Ngọc chuyển hẳn sang Mỹ sinh sống cùng chồng.
Khi không còn mặn mà với công việc ca hát, cô cũng sống khá kín tiếng đời tư. Chỉ đến năm 2019, cô mới lộ diện trong một vài sự kiện ở làng giải trí trong nước. Khi xuất hiện trở lại, Thu Ngọc thừa nhận đã đổ vỡ hôn nhân từ năm 2015.
Cô kể rằng giữa mình và chồng cũ từng xảy ra nhiều mâu thuẫn. Đặc biệt là mối quan hệ với mẹ chồng không êm đẹp. Trong lúc sống xa quê hương, Thu Ngọc từng nhiều lần khóc và muốn trở về Việt Nam.
Tuy nhiên người bạn đời và cô không tìm được tiếng nói chung và kéo theo sự mệt mỏi suốt 1 năm. Không dừng lại ở chuyện gia đình không êm ấm, Thu Ngọc còn gặp áp lực khi thụ tinh ống nghiệm với mong muốn sinh con đôi nhưng không thành công.
Khi hoàn tất thủ tục ly hôn, cô trở lại TP.HCM sinh sống cùng người thân. Những lúc rảnh rỗi, Thu Ngọc chọn cách đi du lịch, gặp gỡ bạn bè và hướng tới suy nghĩ tích cực. Có thời gian, cô hội ngộ nhóm Mây Trắng để tham gia các buổi giao lưu trên truyền hình.
Song hiện tại Thu Ngọc không có ý định tái xuất làng giải trí mà đang tập trung cho công việc đầu tư thuê nhà.
Hiện tại, Thu Ngọc đang sinh sống ở TP.HCM và thỉnh thoảng vẫn hội ngộ các thành viên của Mây Trắng.