Sinh ra và lớn lên trong một gia đình làm nghệ thuật, ngay từ nhỏ, diễn xuất đã là niềm đam mê của Vũ Thu Hoài. Sau khi tốt nghiệp THPT, Thu Hoài tham dự và lọt vào Top 4 Cuộc thi Cầu Vồng lĩnh vực diễn viên trẻ năm 2009 do VTV6 tổ chức.
Sau đó, cô gái trẻ chính thức bén duyên truyền hình với vai diễn nữ sinh Trang trong bộ phim Chỉ có thể là yêu do VFC Trung Tâm Sản Xuất Phim Truyền Hình Việt Nam thực hiện. Vũ Thu Hoài đã đem đến cho khán giả một ấn tượng tốt bởi lối diễn xuất tự nhiên, sâu sắc, chạm đến trái tim người xem.
Vẻ đẹp thu hút của Thu Hoài giúp cô gái 9X được chú ý tại nhiều cuộc thi.
Trong bộ phim Người phán xử từng gây sốt, không thể không nhắc đến nhân vật Lê Thảo em gái Lê Thành (Hồng Đăng đóng) và cũng chính là người yêu của Bảo Ngậu (Bảo Anh đóng).
Xuyên suốt bộ phim, nhân vật Lê Thảo không xuất hiện nhiều nhưng vẫn gây ấn tượng với khán giả. Tình yêu giữa Lê Thảo và Bảo Ngậu là một trong những điểm nhấn tươi tắn, dễ chịu trong phim.
Bảo Anh - Thu Hoài được nhiều khán giả yêu mến trong bộ phim "Người phán xử" nhưng ít ai biết cách đây 5 năm họ từng là một cặp đôi ngoài đời thật .
Mới đây, nữ diễn viên lại có dịp trở lại màn ảnh với bộ phim mới mang tựa đề Mê Cung và tiếp tục đóng chung cùng nam diễn viên Bảo Anh.
Bên cạnh đó, sau thành công với màn ảnh nhỏ, Thu Hoài tiếp tục theo đuổi con đường trở thành biên tập viên thể thao. Cuối năm 2018, cô lại một lần nữa trở tâm điểm chú ý khi hình ảnh cô chụp cùng HLV Park Hang-Seo được chia sẻ rộng rãi trên mạng xã hội.
Hình ảnh của Thu Hoài và HLV Park tại giải AFF Cup 2018 còn được báo chí Hàn Quốc đưa tin.
Cô nhanh chóng được đặt cho biệt danh là "nữ MC đi cạnh HLV Park Hang Seo". Nữ diễn viên sở hữu thân hình cân đối, thon gọn và nhan sắc cuốn hút. Trang cá nhân của Thu Hoài có tới hơn 100.000 lượt người theo dõi.
Ở tuổi 29 nữ MC vẫn chưa tìm được một nửa của mình.
Xinh đẹp như vậy, thế nhưng cô gái trẻ này lại từng tâm sự 5 năm rồi cô chưa yêu ai, kể từ sau khi chia tay bạn trai cũ - nam diễn viên Bảo Anh. Mẫu bạn trai của Thu Hoài chỉ cần kiếm tiền vừa phải, đủ yêu thương, đủ chia sẻ để làm một chỗ dựa mỗi khi mệt mỏi.
Hiện tại, Thu Hoài vẫn tập trung vào công việc kinh doanh thời trang và thường xuyên xuất hiện trong các chương trình thể thao.
Ngoài đam mê diễn xuất, Thu Hoài còn thử sức với một đam mê khác,Thu Hoài đó là kinh doanh thời trang. Cô tham gia kinh doanh để hiện thực hóa tâm niệm “phụ nữ nên độc lập tài chính, không phụ thuộc vào bất cứ ai” và trở thành một người phụ nữ thành đạt.