Năm 1991, cô thi đỗ bậc Đại học của Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam và lần lượt được NSND Lê Dung, NSND Trung Kiên giảng dạy.

Năm 2001 Liên hoan tiếng hát truyền hình toàn quốc đổi tên thành Sao Mai, năm này Phương Nga là thí sinh đầu tiên giành giải nhất của chương trình. Cô được đánh giá thuộc thế hệ vàng của âm nhạc hàn lâm Việt Nam cùng với Trọng Tấn, Anh Thơ, Lan Anh… Năm 2003, cô tham gia Liên hoan Âm nhạc mùa xuân tại Bình Nhưỡng và giành giải Bạc, khi về nước cô tiếp tục học[4] và tốt nghiệp tại Học Viện. Năm 2004, cô ra album đầu tay với tựa đề Bóng cây Kơ-nia, cũng là bài hát giúp cô giành giải tại cuộc thi Sao Mai năm xưa.[2] Sau khi tốt nghiệp, Phương Nga ở lại trường làm giảng viên và không thường xuyên biểu diễn.

Năm 2012, Phương Nga ra mắt album solo thứ hai, Ơi cuộc sống mến thương.[5] Năm 2013 cô cùng chồng, ca sĩ Đào Nguyên Vũ ra album Hoa và Nhạc.[6] Năm 2014, Phương Nga giữ chức vụ Phó Trưởng khoa Thanh nhạc Học viện Âm nhạc Quốc gia. 2017, Phương Nga bảo vệ thành công luận án thành tiến sĩ.[7]

Phương Nga là thành viên ban giám khảo của Sao Mai 2015, Liên hoan ca múa nhạc toàn quốc[8] và Cuộc thi Âm nhạc Mùa Thu 2019.[9]

Hiện tại cô cùng Tân Nhàn là hai Phó trưởng khoa Thanh nhạc của Học viện Âm nhạc Quốc gia.[10]