Năm 2007, Thúy Diễm mới khởi đầu được biết đến là người mẫu ảnh với danh hiệu Miss Sunplay. Sau này cô lấn sân sang lĩnh vực nghệ thuật thứ 7 và cô đã Bén duyên” với phim ảnh chỉ hơn 6 tháng nhưng đã “bỏ túi” hai vai thứ chính và 3 vai chính trong 5 phim truyền hình.

Với lợi thế về chiều cao, Thúy Diễm đã được mời làm người mẫu cho nhiều nhãn hàng và xuất hiện trên nhiều tạp chí khác nhau. Năm 2009, cô bắt đầu chinh phục khán giả màn ảnh nhỏ qua vai diễn trong bộ phim "Sóng tình". Sau đó cô nhận được vai diễn trong "Mùa thu đi một nửa", năm cô 23 tuổi. Cô còn được công chúng biết đến qua hình ảnh cô gái hiền lạnh nhưng lại có nghị lực sống phi thường, vượt lên hoàn cảnh eo le của cuộc sống trong các bộ phim như: "Trái tim hoa hồng", "Rau muống tháng 9", "Vịt kêu đồng"...