Ngay từ bé, với tên thật Đoan Trang, Quỳnh Giao đã hát trên đài Phát thanh Quốc gia Sài Gòn, trong những chương trình Tuổi Xanh của Ban Nhi Đồng Kiều Hạnh. Quỳnh Giao cũng từng tốt nghiệp thủ khoa lớp dương cầm và được bà Robin của Trung tâm văn Hóa Pháp, Alliance Française, hướng dẫn về thanh nhạc và opera.

Quỳnh Giao thực sự đến với âm nhạc khi 15 tuổi.[3] Đó là năm 1961, bà Minh Trang đang cộng tác với ban Tây Hồ của nhạc sĩ Hoàng Trọng thì mất giọng do căn bệnh hen suyễn nên Quỳnh Giao được mời vào thay thế cho mẹ. Từ đó bà đi hát với nghệ danh Quỳnh Giao và trở thành một ca sĩ quan trọng trong những chương trình ca nhạc của các đài phát thanh Sài Gòn, Quân đội và Tiếng Nói Tự Do trước năm 1975.[3] Trong những năm đầu 1970 Quỳnh Giao cùng với các em gái Vân Quỳnh, Vân Khanh và Vân Hòa thành lập Ban tứ ca Bốn Phương chuyên hát tại vũ trường Ritz và thâu âm cho các trung tâm Băng nhạc Jo Marcel, Phạm Mạnh Cương và Premier.

Ngày 24 tháng 4 năm 1975, Quỳnh Giao cùng chồng và con rời Việt Nam sang cư ngụ tại thành phố Annandale, tiểu bang Virginia. Trong thời gian ở Annandale, bà gần như ngưng mọi hoạt động về ca nhạc ngoài việc tiếp tục mở lớp dạy dương cầm và thỉnh thoảng thực hiện vài băng nhạc có tính cách lưu niệm do chính bà tự đàn và hát.

Năm 1990, Quỳnh Giao tái giá với chuyên gia kinh tế học Nguyễn Xuân Nghĩa, sau đó bà cùng chồng về sống tại California. Từ đó, bà bắt đầu quay lại với âm nhạc và phát hành nhiều CD thành công như Khúc nguyệt quỳnh, Hành trình Phạm Duy... Quỳnh Giao cũng cùng với các ca sĩ Mai Hương, Kim Tước lập ban Tiếng Tơ Đồng ở hải ngoại và thu được nhiều thành công.[4]

Ca sĩ Quỳnh Giao qua đời vào lúc 3 giờ sáng hôm thứ tư ngày 23 tháng 7 năm 2014 tại Fountain Valley, California, hưởng thọ 68 tuổi.[3]