Nguyễn Thị Thanh sinh ngày 10 tháng 2 năm 1967 tại Xã Yên Nhân, huyện Yên Mô, tỉnh Ninh Bình.

Trước khi được bầu là Bí thư Tỉnh ủy Ninh Bình, bà từng giữ chức Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy Ninh Bình, Trưởng ban Dân vận Tỉnh ủy kiêm Trưởng ban Văn hóa - Xã hội thuộc Hội đồng nhân dân tỉnh, Bí thư Huyện ủy Yên Khánh, Ninh Bình. Bà cũng là Trưởng Đoàn đại biểu Quốc hội tỉnh Ninh Bình.

Bà có bằng Thạc sĩ Quản trị kinh doanh, Cử nhân Luật, Cử nhân lý luận chính trị.

Từ ngày 6 tháng 8 năm 2013, bà được Thường vụ Tỉnh ủy và Ban Chấp hành Đảng bộ tỉnh Ninh Bình bầu làm Bí thư Tỉnh ủy Ninh Bình nhiệm kỳ 2010-2015 với số phiếu tín nhiệm cao.[2]

Theo Quyết định 1960-QĐNS/TW ngày 28/3/2020, Bộ Chính trị quyết định: Bà Nguyễn Thị Thanh, Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Trưởng đoàn Đại biểu Quốc hội tỉnh Ninh Bình Khóa XIV thôi tham gia Ban Chấp hành, Ban Thường vụ và thôi giữ chức Bí thư Tỉnh ủy nhiệm kỳ 2015 - 2020; điều động, phân công bà Nguyễn Thị Thanh giữ chức Phó Trưởng ban Tổ chức Trung ương.

Theo Nghị quyết số 926/NQ-UBTVQH14 Về việc điều động, bổ nhiệm Phó Trưởng ban Công tác đại biểu và bổ nhiệm giữ chức vụ Phó Trưởng ban công tác đại biểu thuộc Uỷ ban Thường vụ Quốc hội, kể từ ngày 15/4/2020.[3]