Thời kỳ đầu của sự nghiệp đến trước thập niên 2000, hình ảnh của Thu Phương được nhận xét là tomboy, cá tính, năng động và không kém phần bốc lửa. Đặc biệt trong giai đoạn tách khỏi ban nhạc Tây Hồ và hát đôi với Huy MC, biểu diễn tại các vũ trường lớn của Hà Nội cuối thập niên 90, Phương luôn xuất hiện với hình ảnh tóc tém nhuộm vàng, áo thun đen ba lỗ cùng quần da bó sát.[23][143]

Âm nhạc của Phương thời kỳ này ảnh hưởng mạnh mẽ từ nhạc trẻ quốc tế qua việc chọn cover nhạc ngoại cũng như các thể loại đang thịnh hành như slow-pop,disco và rap.[2][144] Phong cách biểu diễn của Phương trên sân khấu cũng được cho là mang đậm dấu ấn cá nhân, điển hình là lối đưa tay khum khum từng được nghệ sĩ hài Đức Hải nhại lại trong một tiểu phẩm hài.[100]

Sau khi sang Mỹ cư trú cũng như thay đổi thị trường âm nhạc, hình ảnh của Phương cũng thay đổi so với giai đoạn đầu. Thu Phương xuất hiện trước công chúng với mái tóc dài, với những bộ trang phục được thiết kế trẻ trung, tinh tế nhưng không kém phần sang trọng’’..[144][145][146][147]

Không chỉ phong cách hát mà khán giả của Phương còn thấy được sự thay đổi về phong cách ngày càng nữ tính với hàng loạt bộ cánh trong các liveshow của cô. Ngoài ra, Phương cũng tạo dấu ấn mới trong phong cách trình diễn của mình với những động tác trên sân khấu cùng với một số động tác vũ đạo và cơ mặt mang phong cách Anh Mỹ.[100][145][146][147]