Việt Hương theo học đàn tam thập lục, khoa Nhạc cụ truyền thống ở Nhạc viện Hà Nội từ năm 1979 đến 1984.[2] Khi nhạc sĩ Lê Việt Hòa sáng tác nhạc phim Chốt tiền tiêu mà chưa tìm được ca sĩ thể hiện ca khúc Mùa xuân biên cương của phim; ông đã chọn Việt Hương thể hiện. Giọng hát của Việt Hương được nhạc trưởng Đình Hùng đánh giá tốt, sau đó bà trở thành ca sĩ của Nhà hát Ca múa nhạc trung ương.[4][5][6] Từ năm 1984, Việt Hương được biết đến qua sóng phát thanh với ca khúc Hoa sim biên giới của nhạc sĩ Minh Quang.[5][7] Vì muốn được đạo diễn các video âm nhạc nên bà học thêm ngành điện ảnh.[2] Trước khi tốt nghiệp, Việt Hương gặp được nhạc sĩ Thụy Kha và đọc được kịch bản phim ca nhạc Tìm về những bài ca Hoàng Quý. Bà dựng phim theo kịch bản này và giành được Huy chương bạc Liên hoan truyền hình toàn quốc.[3] Năm 1998, Việt Hương tiếp tục làm phim tài liệu về nhạc sĩ Hoàng Quý với tựa đề Người viết Cảm Tử Quân; bộ phim sau đó giành giải Bông sen Bạc tại Liên hoan phim Việt Nam lần thứ 12. Nhận thấy có ít phim nói về các nhạc sĩ của phong trào tân nhạc Việt Nam, Việt Hương nảy ra dự định làm thêm một phim tài liệu về chủ đề này.[3]

Năm 2000, Việt Hương tốt nghiệp khoa Đạo diễn Điện ảnh của Trường Đại học Sân khấu - Điện ảnh Hà Nội. Sau thành công của phim tài liệu Người viết Cảm tử quân, bà được nhận vào làm đạo diễn âm nhạc cho Ban Văn nghệ, Đài Truyền hình Việt Nam.[4][3] Năm 2003, Việt Hương tiếp tục học và tốt nghiệp Đạo diễn truyền hình tại Học viện Báo chí & Tuyên truyền. Việt Hương là nữ đạo diễn duy nhất tham gia chương trình VTV – Bài hát tôi yêu lần thứ 2 và lần thứ 3;[8][9] bà trở thành nữ đạo diễn đầu tiên có được giải thưởng của chương trình này khi MV Mùa thu giấu em do bà đạo diễn đã vào top 10 video được khán giả bình chọn của chương trình lần thư 3.[9] Năm 2008, tốt nghiệp Thạc sỹ nghệ thuật Điện ảnh Truyền hình - Trường Đại học Sân khấu điện ảnh.[2][5] Năm 2009, sau 10 năm tích lũy tư liệu, tích lũy vốn nghề cùng sự hỗ trợ của nhạc sĩ Thụy Kha, bà mới bắt tay thực hiện được bộ phim Thuở bình minh tân nhạc.[3] Bộ phim giành được giải Cánh diều vàng năm 2010 và Huy chương vàng tại Liên hoan truyền hình toàn quốc 2009.[7][4] Năm 2012 bà đạo diễn chương trình âm nhạc Gần lắm Trường Sa giành Huy chương vàng lại Liên hoan truyền toàn quốc.[10][3] Việt Hương đã kịp hoàn thành các cảnh quay của chương trình này để về đất liền dự lễ và nhận danh hiệu Nghệ sĩ ưu tú.[4]

Năm 2019, Việt Hương được phong tặng danh hiệu Nghệ sĩ Nhân dân.[4]

Bà được bầu làm Phó chủ tịch Hội Điện ảnh Hà Nội từ năm 2022 [4]