Năm 2002, cô học trung cấp thanh nhạc tại Huế, sau đó học đại học rồi cao học tại khoa Thanh nhạc, quá trình học tập Ngọc Mai là một trong những học trò xuất sắc của Nhạc viện, sau khi tốt nghiệp cô được giữ lại trường để giảng dạy, mặc dù lúc này có nhiều nơi khác mời cô về cộng tác, nhưng Ngọc Mai vẫn quyết ở lại Nhạc viện.

Ngọc Mai là đảng viên khi còn là sinh viên của Nhạc viện và hiện là Phó Bí thư chi bộ 7 của Nhạc viện thành phố Hồ Chí Minh. Cô thường cùng những người bạn là giảng viên của Nhạc viện lập một nhóm đi giao lưu tại các trường học, các showroom bán nhạc cụ hay bất cứ nơi nào có thể để nói về tình hình biểu diễn âm nhạc hiện nay, kỹ thuật trong âm nhạc, giới thiệu những làn điệu dân ca, nhạc cụ truyền thống dân tộc.

Năm 2013, cô được chọn là một trong những nghệ sĩ tiêu biểu của thành phố đi thăm và phục vụ cán bộ, chiến sĩ đang công tác tại quần đảo Trường Sa. Cô đặc biệt tích cực tham gia các hoạt động từ thiện xã hội, các chương trình ủng hộ người nghèo, dù xa xôi cô đều tham gia và bao giờ cũng dành một phần tiền để ủng hộ cho người không may mắn.

Năm 2017, cô phát hành Album "Dòng Yêu thương" để tặng cho đứa con trai đầu lòng.

Ngọc Mai từng tham gia các show diễn trên 15 quốc gia như: Mỹ, Canada, Đức, Áo, Pháp, Tiệp Khắc, Phần Lan, Thụy Điển, Nhật, Hàn Quốc...