Bà sinh tại huyện Từ Liêm, Hà Nội là con gái của cụ Phạm Trinh Cán, Đại tá, Cục trưởng Cục Quân pháp – Bộ Quốc phòng, Chánh Văn phòng Bộ Tổng tham mưu kiêm Chánh án Tòa án binh khu Trung ương, Chánh Văn phòng Bộ Giáo dục.

Bà theo học Bộ môn Ngoại Thương của Khoa Quan Hệ Quốc tế trường Đại học Kinh Tài (Kinh tế - tài chính) năm 1961-1962, nay là trường Đại học Kinh tế Quốc dân. Năm 1964, Khoa Quan Hệ Quốc tế được tách thành Trường Đại học Cán bộ Ngoại giao- Ngoại thương, nên có thể nói bà Phạm Chi Lan đã tốt nghiệp khóa đầu của Trường Đại học Cán bộ Ngoại giao- Ngoại thương (nay là đại học Ngoại Thương và Học viện Ngoại giao).

Bà tốt nghiệp đại học năm 1966. Sau khi tốt nghiệp, bà về công tác tại Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam, làm việc tại đây cho đến khi nghỉ hưu. Trong suốt quãng thời gian làm việc của mình bà Phạm Chi Lan là người luôn đi đầu cổ vũ cho quá trình đổi mới và cải cách tại Việt Nam, bền bỉ thúc đẩy sự phát triển của khu vực doanh nghiệp Việt Nam và quá trình cải cách môi trường kinh doanh tại Việt Nam.

Bà Phạm Chi Lan có những đóng góp quan trọng đối với sự phát triển của khu vực doanh nghiệp tư nhân và Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam.