Năm 1953, trong cuộc tuyển lựa ca sĩ do Đài phát thanh Huế tổ chức, Lục Hà khi đó mới 14 tuổi, do không đủ tuổi tham dự nên Lục Hà đã khai thêm 1 tuổi. Lục Hà đạt giải nhất với sáu nhạc phẩm rất khó, trong đó có bài "Dòng sông xanh" (tiếng Đức: An der schönen blauen Donau, nhạc của Johann Strauss II), và tên bài hát đó đã trở thành nghệ danh của bà: Hà Thanh (theo một số nguồn tin thì Hà Thanh có nghĩa là Tiếng hát của Hà).Sau đó bà tiếp tục học và có đi hát cho Đài phát thanh Huế.

Năm 1963, trong chuyến vào thăm người em mới sinh Sài Gòn bà thâu thanh cho hãng Sóng Nhạc, bà được nhạc sĩ Duy Khánh giới thiệu cho nhạc sĩ Mạnh Phát và Mạnh Phát giới thiệu rằng nhạc sĩ Nguyễn Văn Đông muốn gặp gỡ[1] và mời bà đến hát với ban nhạc Tiếng thời gian. Phần trình bày ca khúc "Về mái nhà xưa" của bà khiến toàn ban hài lòng. Sau đó, bà lại về Huế. Không muốn để tài năng của Hà Thanh bị tàn phai, Nguyễn Văn Đông bèn viết thư mời bà trở vào Sài Gòn cộng tác với hãng đĩa Continental.[2] Năm 1965, Hà Thanh chính thức gia nhập sinh hoạt ca nhạc ở Sài Gòn. Bà trở thành một trong những giọng ca hàng đầu của Sài Gòn khi đó. Vào giữa thập niên 1960, tiếng hát Hà Thanh thường xuyên hiện diện trên các Đài phát thanh Sài Gòn, Quân đội, Tự Do, trong các chương trình Đại nhạc hội và bà không bao giờ đi hát phòng trà.Bà rất thành công với những nhạc phẩm của nhạc sĩ Nguyễn Văn Đông như "Hàng hàng lớp lớp", "Chiều mưa biên giới","Phiên gác đêm xuân ","Hải ngoại thương ca"... Nhạc sĩ nhận xét: "Tôi cho rằng Hà Thanh không chỉ hát mà còn sáng tạo trong khi hát. Hà Thanh đã tạo thêm những nốt luyến láy rất truyền cảm, rất mỹ thuật làm cho bài hát của tôi thêm thăng hoa, trong giai điệu cũng như trong lời ca. (...) Hà Thanh có giọng hát thiên phú, cô hát rất thoải mái, dễ dàng, không cầu kỳ, không cường điệu, không gò bó nhưng nó cuốn hút ta đi trong cái bềnh bồng không gò ép đó." Năm 1969, ca sĩ Hà Thanh là một trong những nghệ sĩ được chính phủ Việt Nam Cộng hòa cử sang biểu diễn tại Pháp.Ngoài ra bà còn trình bày nhiều nhạc phẩm tiền chiến rất nổi tiếng của Phạm Duy, Văn Cao,Đoàn Chuẩn,Hoàng Giác,...hay các nhạc sĩ sau này như Tuấn Khanh,Hoài Linh,Mạnh Phát,Hoàng Nguyên,...Đặc biệt có thể nói bà là người bạn ca sĩ đầu tiên của Trịnh Công Sơn và hát nhạc của ông.

Trong giới văn nghệ Sài Gòn trước 1975, có nhiều người yêu thích Hà Thanh (Bùi Giáng,Tuấn Khanh,Nguyễn Văn Đông). Bà là cảm hứng để nhạc sĩ Tuấn Khanh sáng tác bản nhạc Nhớ nhau (mang âm điệu Huế) và nhạc sĩ Phạm Thế Mỹ sáng tác bản nhạc Áo lụa vàng,..Nhà thơ Bùi Giáng từng làm nhiều thơ và viết sách ca ngợi nhan sắc của bà. Nhà văn Mai Thảo là một người rất si mê Hà Thanh, ông đã từng từ Sài Gòn ra Huế để xin cưới Hà Thanh. Năm 1970, Hà Thanh kết hôn với Trung tá Bùi Thế Dung của Binh chủng Thiết Giáp. Năm 1972, hai người có một con gái là Bùi Kim Huyên(hiện đang là 1 nha sĩ).

Sau năm 1975, chồng Hà Thanh đi học tập cải tạo. Năm 1984, bà cùng con gái được gia đình bảo lãnh sang định cư tại Boston miền Đông Hoa Kỳ. Năm 1990, vợ chồng Hà Thanh sum họp nhưng tan vỡ hai năm sau đó. Tại hải ngoại, Hà Thanh không trình diễn thường xuyên,và lần cuối cùng cô xuất hiện trên trung tâm Asia (Nha Trang) và trung tâm Thuý Nga (Hoa Xuân, Thương về xứ Huế) và có ghi âm một số CD Phật ca như: NGÁT HƯƠNG ĐÀM, NHÀNH DƯƠNG CỨU KHỔ...

Sau một thời gian mắc bệnh ung thư máu (được phát hiện vào khoảng thời gian khi thu âm một số nhạc phẩm cho các trung tâm lớn Asia,Thuý Nga), ca sĩ Hà Thanh qua đời vào lúc 19h30' ngày 1 tháng 1 năm 2014 (giờ Boston) tại thành phố Boston, tiểu bang Massachusetts, Hoa Kỳ. Lễ an táng được tổ chức vào gần trưa ngày 12 tháng 1 năm 2014 tại chùa Việt Nam (Vietnamese Pagoda), Roslindale, quận Suffolk, Massachusetts.