Tuổi thơ của Huệ gắn liền với những ngày tháng phải đi mò cua, bắt ốc phụ giúp bố mẹ công việc đồng áng. Ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường, Huệ đã luôn mơ ước được trở thành vận động viên chuyên nghiệp và Huệ đã sớm bộc lộ “tố chất” của vận động viên điền kinh.[21]

Năm 2009, Phạm Thị Huệ tham gia tranh tài ở cự ly 800 mét và đoạt giải Nhì. Sau đó, Huệ được cô giáo Nguyễn Thị Thoa - Huấn luyện viên của Trung tâm Huấn luyện và thi đấu Thể dục thể thao Quảng Ninh - phát hiện và giúp đỡ, Huệ liên tiếp được thầy cô của Trường trung học cơ sở Bình Hải lựa chọn đi thi đấu ở các giải điền kinh của xã, huyện rồi đến tỉnh.[20] Thi đấu nhiều, thành tích lúc cao lúc thấp, thế nhưng với Huệ thì việc được thỏa mãn niềm đam mê của mình cũng đã là vui, vả lại thời điểm đó cô chưa đủ tuổi để vào Trung tâm nên được tạo điều kiện học ở lớp năng khiến của Trường Thể dục thể thao tỉnh.[22] Năm 2011, Phạm Thị Huệ đại diện trường đi thi giải thể thao việt dã do huyện tổ chức và đạt giải nhất lứa tuổi dành cho học sinh cấp 2, điều đó là khởi đầu cho niềm đam mê thể dục thể thao của cô.[23] Tiếp đó, với những thành tích xuất sắc tại Hội khỏe phù Đổng huyện, Huệ được cô giáo Trần Thị Thảo (khi đó là Trưởng Bộ môn điền kinh, Hiệu trưởng Trường TDTT tỉnh) chính thức tuyển chọn vào lớp năng khiếu điền kinh Trung tâm Thể dục thể thao tỉnh Quảng Ninh, từ đó mơ ước trở thành vận động viên chuyên nghiệp của cô trở thành hiện thực.[24] Cô luôn ý thức cao trong mỗi giờ lên lớp của các thầy huấn luyện viên, do đó đã tự xây dựng cho mình một thời gian biểu riêng và luôn tận dụng nó để học văn hóa kết hợp với tập luyện thể dục thể thao một cách hiệu quả nhất. Buổi sáng cô thường dậy sớm hơn 30 phút để tự ôn bài cũ trước khi được các thầy huấn luyện viên hướng dẫn bài tập mới và chuẩn bị cho các tiết học văn hóa tại trường, buổi chiều sau ca tập từ 3h - 5h cô tự giác giành 30 - 45 phút để tập.[25]

Thời gian luyện tập tại Trường Thể dục Thể thao, đôi lúc Phạm Thị Huệ đã nản chí. Khi đó cô phải dậy sớm để luyện tập, vì tuổi còn nhỏ hơn nữa lại phải sống xa nhà nên cô cảm thấy như mình không thể chịu nổi cường độ và thời gian luyện tập, nên đã gọi bố lên gặp hiệu trưởng nhà trường để xin cho về nhà. Huệ được các thầy cô động viên ở lại cố gắng luyện tập thi đấu, cha Huệ - ông Phạm Văn Yên - cũng khuyên nhủ con gái nên ở lại. Thế rồi việc tập luyện của Huệ đi vào khuôn khổ và không thể thiếu trong cuộc sống của cô, cô dành gần như hầu hết thời gian vào công việc tập luyện và thi đấu, cố gắng nỗ lực hết sức mình để hoàn thiện kỹ năng.[22] Ngày qua ngày, trên các đường chạy, bất chấp gió mưa, chỉ một mình Phạm Thị Huệ bước đi, cô tự chiến đấu với chính mình, không bè bạn, không khán giả. Đó là cuộc đọ sức với những động tác lặp đi lặp lại bất tận, là mỗi bước chân đều chứa những mệt mỏi, là phải cố gắng hàng vạn lần để không dừng lại sau mỗi bước chạy.[21] Đôi lúc cô vẫn tự an ủi động viên mình: "Nếu nước mắt đổi được thành tiền, thì bây giờ mình đã là tỷ phú rồi, có những nỗi buồn mà không biết nói tâm sự cùng ai vì thật ra đâu có ai hiểu được mình đang cần gì và muốn gì".

Trưởng thành từ một giải đấu cấp huyện ở Đầm Hà - Quảng Ninh, sau 2 năm tập luyện tại Trường TDTT, Phạm Thị Huệ được gọi lên đội tuyển điền kinh tại Trung tâm Huấn luyện và Thi đấu TDTT tỉnh và trở thành thành viên chính thức của đội tuyển điền kinh trẻ Quảng Ninh, Huấn luyện viên trực tiếp của Huệ là Vũ Thị Hoa (sinh năm 1972 tại Thành phố Uông Bí).[26] Tuy không sở hữu tài năng thiên bẩm, nhưng Phạm Thị Huệ lại có một thứ vũ khí đặc biệt phù hợp với các nội dung chạy dài: sự kiên trì và khổ luyện.[27] Mặc dù từ năm lên 9 tuổi cô đã mắc chứng bệnh đau dạ dày, nhưng vẫn cắn răng tập luyện và thi đấu hết sức.[28] Huệ được các Huấn luyện viên liên tiếp đưa đi thi đấu ở các giải đấu trẻ để tích lũy kinh nghiệm, có điều kiện luyện tập tốt cùng niềm đam mê, Huệ đã nhanh chóng hoàn thiện các kỹ năng và dần trở thành nhân tố không thể thiếu của đội tuyển điền kinh Trường TDTT Quảng Ninh và đội tuyển tỉnh.[29]