Trần Thu Hà sinh ra trong một gia đình nghệ sĩ, cha là ca sĩ, nghệ sĩ nhân dân Trần Hiếu, mẹ là nhà giáo ưu tú Vũ Thúy Huyền, nguyên trưởng khoa Thanh nhạc Nhạc viện Hà Nội, chú là nhạc sĩ Trần Tiến. Anh trai cô đi theo đi theo nghiệp hội họa. Năm Hà 14 tuổi, mẹ cô mất. Khởi đầu, Hà có chất giọng mỏng, thiếu cá tính, hát dễ phô do đó bố mẹ cô không muốn cô theo nghiệp ca hát. Cô học múa ở Cung thiếu nhi Hà Nội năm 6 tuổi. Năm 8 tuổi, cô bắt đầu học piano. Cho đến khi 10 tuổi thì cô lại thi vào hệ sơ cấp thanh nhạc trường Cao Đẳng Văn Hóa Nghệ Thuật Hà Nội. Năm 1995, sau khi tốt nghiệp trung cấp thanh nhạc, cô lại tiếp tục theo học và tốt nghiệp hệ Đại học khoa thanh nhạc Nhạc viện Hà Nội vào năm 2000. Trải qua nhiều năm tập luyện và rèn giũa, giọng hát của Hà đã có nhiều tiến bộ. Cô bắt đầu nhận được những giải thưởng đầu tiên: Giải trẻ triển vọng cuộc thi Giọng hát hay Hà Nội 1993; Giải nhất cuộc thi tiếng hát học sinh, sinh viên toàn quốc 1994; Huy chương vàng cuộc thi đơn ca các trường nghệ thuật toàn quốc 1994; Giải ba cuộc thi tìm kiếm tài năng trẻ Tiếng hát Vàng Anh do công ty Horitro (Nhật Bản) tổ chức năm 1995; Giải thưởng Hội Nhạc sĩ Việt Nam cho ca sĩ thể hiện xuất sắc nhất tác phẩm âm nhạc của Hội năm 1996. Năm 1998, cô bắt đầu đi vào con đường ca hát chuyên nghiệp.Các giải thưởng * Giải trẻ triển vọng cuộc thi Giọng hát hay Hà Nội 1993. Giải nhất cuộc thi tiếng hát học sinh, sinh viên toàn quốc 1994. Huy chương Vàng cuộc thi đơn ca các trường nghệ thuật toàn quốc 1994. Giải ba cuộc thi tìm kiếm tài năng trẻ Tiếng hát Vàng Anh do công ty Horitro (Nhật Bản) tổ chức năm 1995. Giải thưởng Hội Nhạc sĩ Việt Nam cho ca sĩ thể hiện xuất sắc nhất tác phẩm âm nhạc của Hội năm 1996. Lọt vào top 10 ca sĩ được yêu thích trên Làn sóng xanh các năm 1998-2001. Album Nhật Thực thực hiện cùng Ngọc Đại, Đỗ Bảo và Vy Thùy Linh được bầu chọn là sự kiện văn hóa tiêu biểu của năm 2002. Giải Album của năm - Giải thưởng Cống Hiến 2006.
