Năm 2002, bà Thảo là một trong những thành viên tham gia sáng lập nên Công ty Cổ phần Hàng không VietJet với mã CK là VJC. Tới năm 2007, bà Thảo đã được bổ nhiệm làm Phó Chủ tịch HĐQT kiêm Tổng Giám đốc doanh nghiệp.
Sau khi niêm yết 300 triệu cổ phiếu VJC trên sàn giao dịch chứng, bà Thảo nhanh chóng thăng hạng trong bảng xếp hạng danh sách tỷ phú thế giới của tạp chí Forbes, từ vị trí 780 lên vị trí thứ 766. Ngoài ra, bà cũng lọt vào top 100 người phụ nữ được đánh giá quyền lực nhất thế giới, ở vị trí thứ 55 do tạp chí này bình chọn.
Bên cạnh thành công trong lĩnh vực hàng không, bà Nguyễn Thị Phương Thảo cũng là một trong những nữ doanh nhân có tiếng trong ngành tài chính ngân hàng. Ngày 5/1/2018, gần 981 triệu cổ phiếu của Ngân hàng HD Bank, Ngân hàng mà bà Thảo giữ chức Phó chủ tịch thường trực đã chính thức được giao dịch trên sàn TP Hồ Chí Minh với mức giá tham chiếu 33.000 đồng/cổ phiếu.
Ngoài ra, bà Thảo còn giữ chức Chủ tịch HĐQT Công ty Cổ phần Sovico (Sovico Holdings), nơi đang sở hữu 20,58 triệu cổ phiếu VJC (tương đương 4,56% vốn điều lệ Vietjet Air) và 130,9 triệu cổ phiếu HDB (tương đương 13,34% vốn điều lệ HDBank).
Cùng với bà Nguyễn Thị Phương Thảo, bà Mai Kiều Liên – Tổng Giám đốc Vinamilk, bà Nguyễn Thị Mai Thanh - Tổng giám đốc CTCP Cơ điện lạnh (REE) cũng là những phụ nữ giàu nhất sàn chứng khoán Việt Nam.
