Sinh ra trong một gia đình nhà nông ở xã Hồng Châu, huyện Tiền Hải, Thái Bình, Nguyễn Thị Loan trải qua tuổi thơ êm đềm như nhiều đứa trẻ thôn quê khác. Cô thường giúp bố mẹ làm ruộng sau những buổi học. Năm học lớp 8, cô khăn gói lên Hà Nội gia nhập vào đội bóng chuyền trẻ thủ đô với vị trí chủ công. Loan được tham dự 4 giải thi đấu cấp thành phố cũng như quốc gia và từng giành huy chương đồng ở giải bóng chuyền thủ đô.

Thi đậu vào khoa Kinh tế của trường Đại học Thương Mại, Loan chia tay nghiệp cầu thủ. Ít ai nghĩ cô gái mộc mạc, thậm chí là "quê mùa" này sẽ trở thành Hoa hậu.