Bà là con gái giáo sư Phan Đình Diệu, cháu gái phó giáo sư Văn Như Cương.

Bà học phổ thông tại trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam. Sau đó bà là sinh viên khoa Toán - Cơ - Tin học, Đại học tổng hợp Hà Nội.[2] Bà học thạc sĩ tại đại học Paris 6 (đại học Pierre-et-Marie-Curie). Trong thời gian này, bà nhận được đề xuất làm đề tài tiến sĩ từ giáo sư Christian Peskine, tuy nhiên bà từ chối.[2]

Năm 1999, bà bảo vệ luận án tiến sĩ với đề tài Structures ordonnées et dynamiques de piles de sable[5] dưới sự hướng dẫn của Jean-Sébastien Morvan, đồng thời được tuyển vào làm phó giáo sư của ĐH Paris 7.

Năm 2005, bà về Việt Nam.[6]

Chồng bà là ông Lê Minh Hà, hiện là giám đốc điều hành Viện Nghiên cứu cao cấp về Toán.[6]

Bà cũng là trưởng bộ môn khoa Toán ứng dụng và Xác suất thổng kê, Khoa Toán học, Học viện khoa học và công nghệ;[7] giám đốc điều hành Quỹ đổi mới sáng tạo, Viện nghiên cứu dữ liệu lớn (VinBDI).[8]