Phan Thị Hà Thanh sinh ra trong một gia đình không có ai theo nghiệp thể thao, mẹ là bác sĩ, bố là cán bộ khí tượng thủy văn khu vực đông bắc.[4]

Năm 1997 Phan Thị Hà Thanh được Huấn luyện viên Vũ Hùng Thắng phát hiện tài năng khi cô đang học lớp 1 tại Trường tiểu học Nguyễn Tri Phương (quận Hồng Bàng, thành phố Hải Phòng). Sau đó Hà Thanh được tiếp tục huấn luyện nâng cao bởi Huấn luyện viên Nguyễn Thị Thanh Thúy, Trưởng bộ môn Thể dục dụng cụ của Sở Thể dục thể thao Hải Phòng.

Năm 2002 Hà Thanh đoạt 2 Huy chương vàng tại Đại hội Thể dục thể thao toàn quốc lần thứ 4 và được gọi tập trung đội tuyển quốc gia.[5]

Năm 2005 tại SEA Games lần thứ 23 ở Philippines, Hà Thanh đạt Huy chương đồng đầu tiên trong sự nghiệp quốc tế.[6]

Năm 2007 tại SEA Games lần thứ 24 ở Thái Lan, Phan Thị Hà Thanh đạt Huy chương vàng đầu tiên trên đấu trường Đông Nam Á.[7]

Năm 2009, Tại Giải vô địch châu Á, Hà Thanh giành tấm Huy chương đồng đầu tiên ở đấu trường châu lục cho thể dục dụng cụ Việt Nam.[8]

Năm 2010, Hà Thanh xuất sắc đoạt 3 Huy chương vàng tại Đại hội thể dục thể thao toàn quốc lần thứ 6. Cũng trong năm này, Phan Thị Hà Thanh đã tạo nên kỳ tích cho thể dục dụng cụ Việt Nam với 2 Huy chương bạc tại giải World Cup thể dục dụng cụ tổ chức ở Porto, Bồ Đào Nha.[9] Đây là lần đầu một VĐV thể dục dụng cụ của Việt Nam giành được huy chương ở sân chơi thế giới.

Ngày 16 tháng 10 năm 2011, đúng ngày sinh nhật lần thứ 20 của cô, tại giải vô địch thể dục dụng cụ thế giới tổ chức tại Nhật Bản, Hà Thanh đã dạt được Huy chương đồng trong nội dung sở trường của cô là môn nhảy ngựa,[10] Với thành tích này, lần đầu tiên trong lịch sử thể thao Việt Nam có tấm huy chương thể dục dụng cụ thế giới. Hà Thanh đã trở thành vận động viên thể dục dụng cụ Việt Nam đầu tiên giành vé chính thức tới Thế vận hội, sau trường hợp của Đỗ Thị Ngân Thương giành suất đặc cách (vé mời) đến dự Olympic Bắc Kinh 2008.[11][12].

Cũng trong năm 2011 tại SEA Games lần thứ 26 ở Indonesia, Hà Thanh đã giành được 3 Huy chương vàng trong tổng số 11 Huy chương vàng của đội tuyển thể dục dụng cụ Việt Nam giành được tại giải.[13]

Ngày 10 và 11 tháng 12 năm 2011 tại Giải thể dục dụng cụ quốc tế Toyota Cup ở Tokyo, Nhật Bản Hà Thanh giành Huy chương vàng ở nội dung nhảy ngựa sở trường với 14.300 điểm.[14].

Trong cuộc Bầu chọn vận động viên tiêu biểu của thể thao Việt Nam năm 2011, Hà Thanh đã đứng đầu trong danh sách 10 VĐV tiêu biểu với 1.425 điểm, xếp trên Hoàng Quý Phước (bơi lội) và Lê Quang Liêm (cờ vua).[15]

Ngày 13 tháng 11 năm 2012, tại tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc), Phan Thị Hà Thanh đã mang về tấm huy chương vàng lần đầu tiên trong lịch sử thể dục dụng cụ Việt Nam tại Giải vô địch thể dục dụng cụ châu Á 2012 ở đơn môn nhảy chống.[1]

Ngày 24 tháng 11 năm 2012 Hà Thanh đoạt huy chương vàng nội dung nhảy chống tại giải thể dục dụng cụ cúp thế giới 2012 tại Cộng hòa Séc.[16]