Ngày 18 tháng 8 năm 2012, Vu Văn Hà vượt qua hơn 100 hoa hậu từ 100 quốc gia và vùng lãnh thổ khác để chiến thắng ngôi vị Hoa hậu Thế giới năm 2012 được tổ chức tại sân vận động Trung tân Đông Thắng, thành phố Ordos, Nội Mông, Trung Quốc. Cô cũng thắng giải Hoa hậu Tài năng và lọt vào top Hoa hậu Siêu mẫu. Cô đã biểu diễn tài năng ca hát của mình bằng một bài hát dân gian Trung Quốc trên sân khấu trong trận chung kết. Cô đã trở thành Hoa hậu Thế giới thứ hai của Trung Quốc, sau Trương Tử Lâm đăng quang năm 2007. Năm 2013, cô xuất hiện tại đêm chung kết Miss World 2013 và thể hiện một ca khúc opera.

Trong thời gian tại vị Hoa hậu Thế giới, Vu Văn Hà đi đến Vương quốc Anh, Ý, Pháp, Nam Phi, Ấn Độ, Úc, Philippines, Thái Lan, Indonesia, Nga, Hoa Kỳ, Haiti, Brasil và Trung Quốc.

Vào ngày 01 Tháng 4 năm 2013, Văn Hà bị trục xuất khỏi Brazil khi cô đến sân bay quốc tế Tom Jobim ở Rio de Janeiro do không có visa.

Mặc dù nhận ý kiến trái chiều về chiến thắng của mình tại Hoa hậu Thế giới nhưng cô đã lọt Top 5 Miss Grand Slam - Hoa hậu của mọi hoa hậu năm đó bởi chuyên trang sắc đẹp uy tín Global Beauties và cán đích ở vị trí thứ 2 chung cuộc.