Thanh Ngoan tập hát Chèo từ khi mới 9 tuổi, thường tham gia vào các phong trào đoàn xã và đi diễn ở các làng xung quanh. Chị hay được mời đi diễn ở các Hội nghị, chương trình Đại hội Đảng… Thành công bước đầu của cô đào nổi tiếng làng Chèo được đánh dấu ở Hội diễn Văn nghệ tỉnh khi chị được UBND tỉnh Thái Bình tặng thưởng danh hiệu Thanh thiếu niên xuất sắc vào năm 1979 khi mới 13 tuổi. Và năm đó, cũng là năm chị trúng truyển vào Nhà hát Chèo Việt Nam, bắt đầu trở thành một nghệ sĩ chuyên nghiệp.[1]

Thanh Ngoan là người đầu tiên đưa ca trù vào chèo với vai chủ quán Hồng Châu trong vở "Hồ Xuân Hương". Chị diễn thành công cả vai đào lệch và đào thương. Bằng sự lao động nghiêm túc, chị đã gặt hái được nhiều thành công xứng đáng. Thanh Ngoan còn quyết định pha chút hài hước vào các nhân vật và thể hiện sự chiêm nghiêm này qua vai Phương trong "Nỗi đau tình mẹ" hay vợ Cả Dọc trong "Vợ chồng Cả Dọc".

Ngoài sự thành công trong nước, Thanh Ngoan còn là gương mặt nổi tiếng tại nhiều nước trên thế giới về hát xẩm và nổi tiếng nhất là bài xẩm Sướng khổ vì chồng. Ngày 31 tháng 8 năm 2017, NSƯT Thanh Ngoan trở lại với khán giả bằng câu xẩm Thập ân có nội dung là 10 điều ghi khắc công ơn sinh thành dưỡng dục của mẹ cha càng khiến không gian của đêm xẩm ngập tràn trong ký ức của sự yêu thương.

Chị đã mang tiếng hát và tài năng của mình phục vụ kiều bào tại các nước Châu Âu, Châu Mỹ. Bên cạnh đó, Thanh Ngoan còn tham gia nhiều hoạt động, nhiều tổ chức chính trị - xã hội khác. Chị từng là Ủy viên Hội LHTN thành phố Hà Nội, Chủ tịch Hội Nghệ sĩ trẻ Hà Nội, hàng tháng đứng ra tổ chức các chương trình giới thiệu bộ môn nghệ thuật truyền thống như tuồng - chèo ở Nhà Văn hóa Học sinh - Sinh viên Hà Nội.

Chị góp giọng cho nhạc phẩm Minh họa Kiều của cố nhạc sĩ Phạm Duy (các đoạn trích Thanh minh trong tiết tháng ba, Một buổi êm trời, Lơ thơ tơ liễu, Tư Mã phượng cầu và Trước lầu Ngưng Bích). Nhiều ý kiến cho rằng NSUT Thanh Ngoan và một số nghệ sĩ chèo khác như Khắc Tư, Thúy Ngần, Minh Thu, Xuân Hinh, Hà Thị Cầu với những cống hiến không mệt mỏi cho nghệ thuật sân khấu chèo Việt Nam, họ xứng đáng với danh hiệu nghệ sĩ nhân dân nhưng đều bị đánh trượt do chưa đủ số huy chương theo quy định mới. Riêng Thanh Ngoan bị đánh trượt 2 lần các đợt năm 2011 và 2015.[2]