Đông Nhi sinh ra tại Hà Nội, Ba mẹ cô có hai người con gái, cô và người chị hơn cô 6 tuổi. Năm cô được 2 tuổi thì gia đình chuyển vào Thành phố Hồ Chí Minh sinh sống.
Sự nghiệp âm nhạc của cô bắt đầu với một số ca khúc hit dành cho lứa tuổi teen như: 'Khóc', 'Bối rối', 'Bí mật của hạnh phúc', 'Lời thú tội ngọt ngào'... Ngoài ra, cô còn tham gia các chương trình truyền hình với tư cách là một MC như Thế Giới Vpop (số 1, số 2), Bước nhảy hoàn vũ mùa thứ 4 (cùng với Lương Mạnh Hải),... Cô cũng tham gia trong lĩnh vực điện ảnh trong bộ phim 'Giải cứu thần chết' với một vai phản diện. Các bộ phim gần đây nhất mà cô tham gia là bộ phim 'Thứ ba học trò' và 'Bộ tứ hoàn hảo'
Ngày 19 tháng 11 năm 2009, Đông Nhi tạm ngưng ca hát 2 tháng do sức khỏe không cho phép, trước đó cô đã phải đi cấp cứu sau khi biểu diễn. Trong thời gian này đã xuất hiện tin đồn cô có bầu khiến Đông Nhi phải lên tiếng.
Đến tháng 9 năm 2010, Đông Nhi trở lại sự nghiệp ca hát với album đầu tay 'The First Step'. Đầu năm 2012, Đông Nhi tham gia lồng tiếng phim hoạt hình Hollywood The Lorax cùng Thanh Bạch.
Tháng 9/2012, cô phát hành mini-album 'The Singer' - album kết hợp với nhạc sĩ Đức Trí cùng với những sáng tác của những nhạc sĩ trẻ như Linh VND, Lưu Thiên Hương, Mr. Siro.... Trong đó, MV Cho em một lần yêu của Đông Nhi đạt giải DigitalOnline - MV được tải nhiều nhất trên các mạng viễn thông ở giải thưởng Video Âm Nhạc Việt.
Đầu năm 2012, Đông Thi tham gia lồng tiếng phim hoạt hình Hollywood The Lorax cùng MC nổi tiếng Thanh Bạch. Tháng 4 năm 2012, Đông Nhi cho ra mắt bài hát Sau mỗi giấc mơ cùng MV đẹp lung linh với 80% cảnh quay dưới nước vô cùng độc đáo đã gây bão trên nhiều bảng xếp hạng trong nước.
Đầu năm 2013, Đông nhi ra mắt MV Tìm Về với hình ảnh vẽ 3D lần đầu tiên tại Việt Nam. Cùng năm này Đông Nhi chia tay quản lí Đằng Phương và hoạt động âm nhạc dưới sự quản lí của công ty 6th Sense Entertainment. Sau khi gia nhập vào công ty, các sản phẩm âm nhạc của cô được đầu tư bài bản và chất lượng hơn. Năm 2013 là năm đại thắng của Đông Nhi khi cô giành 10 giải tại các chương trình âm nhạc trên cả nước.
Đầu năm 2014, Đông Nhi phát hành album vol 2 “I Wanna Dance” với thể loại nhạc Dance – Electronica đã gửi tới những fan hâm mộ các ca khúc hay như I Wanna Dance, Giận Lòng, Hey Boy,... Cuối tháng 9 , Đông Nhi đồng ý lời mời làm giảm khảo cho chương trình Vợ Chồng Mình Hát cùng Ông Cao Thắng. Tháng 10 năm 2014, Đông Nhi ra mắt MV Bad Boy đã gây sốt cộng đồng mạng trong và ngoài nước. Bài hát giúp cô giành giải ” Ca khúc Dance/ Electronica được yêu thích nhất ” tại lễ trao giải Zing Awards 2014.
Đầu năm 2015, Đông Nhi tham gia chương trình truyền hình thực tế ” The Remix – Hoà Âm Ánh Sáng ” lần đầu tổ chức tại Việt Nam và giành giải quán quân,...
Ngày 22 tháng 1 năm 2016, ở Giải Mai Vàng lần thứ 21 Đông Nhi lần thứ 3 liên tiếp nhận được giải thưởng Nữ ca sĩ nhạc nhẹ được yêu thích nhất cùng với giải Top 10 nghệ sĩ của năm. Ngày 25 tháng 1 năm 2016, cô được tạp chí Forbes Việt Nam tôn vinh vào danh sách 30 gương mặt trẻ dưới 30 tuổi nổi bật nhất năm (30 Under 30) với tên thật của mình là Mai Hồng Ngọc.[13]
Ngoài ra Đông Nhi còn làm giám khảo cho các chương trình truyền hình như:
- Vợ chồng mình hát trên kênh HTV9 năm 2014
- Ngôi sao phương Nam năm 2015
- BeU with Honda 2015
- Giọng Hát Việt Nhí Mùa 4 năm 2016
- Giọng Hát Việt Mùa 4 năm 2017