Đào Tố Loan tham gia cuộc thi Liên hoan tiếng hát truyền hình Toàn quốc (còn gọi là giải Sao Mai) năm 2011 và giành giải quán quân hạng mục "Âm nhạc thính phòng".[6] Năm 2014, cô tốt nghiệp Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam.[2] Ngay sau đó, Tố Loan nhận học bổng khóa đào tạo thanh nhạc cao cấp tại Đức. Trong lễ báo cáo toàn khóa, cô vượt qua hơn 40 thí sinh đến từ 19 quốc gia để nhận 2 giải của Ban giám khảo chuyên nghiệp và do khán giả có mặt bình chọn.[7] Sau đó cô tiếp tục nhận được học bổng Toyota tài năng âm nhạc trẻ.[7]

Năm 2012, cô nhận được học bổng của Viện Goethe tại Hà Nội, sau đó học tại Bonn và Frankfurt, Đức trong 5 tháng.[8] Vào mùa hè năm 2014, cô nhận được học bổng từ Transpose để tham gia Hội thảo Opera Lidal North ở Oslo, Na Uy và chiến thắng hai giải Nhất.[8] Sau đó, cô quay trở lại Việt Nam và tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Biểu diễn Thanh nhạc vào năm 2016. Năm 2017, cô nhận được học bổng 9 tháng tại Áo.[8]

Cô từng được đào tạo tại Áo, Đức và Na Uy.[9] Tại cuộc thi Âm nhạc Quốc tế MAP (MAP – IMC) tổ chức tại Mỹ, vì phải tham gia thi và học lớp chuyên môn (Masterclass) trực tuyến qua phần mềm Zoom nên cô thường xuyên phải thức đêm.[9][10] Đào Tố Loan cũng đã hoàn thành khóa tập huấn Opera Quốc tế Lidal Johnson, tại Nhà hát Opera Quốc gia Na Uy.[7]

Năm 2018, cô chiến thắng cuộc thi Singapore Lyric Opera và nhận được giải thưởng 10.000 đô la Mỹ.[7] Cùng năm, cô biểu diễn ca khúc mà chồng sáng tác dành tặng cho đội tuyển Việt Nam trong giải Vô địch bóng đá U23 Châu Á.[11]

Năm 2021, trong chương trình biểu diễn kỷ niệm 110 năm Nhà hát lớn Hà Nội thành lập, cô vừa hát vừa thực hiện các động tác plank và yoga trong khi hát bản aria Les oiseaux dans la charmille dành cho nhân vật búp bê máy Olympia trong vở Les contes d’Hoffmann của Offenbach.[10][12][13]

Cô công tác tại nhà hát nhạc Vũ kịch Việt Nam từ năm 2016 và hiện là giảng viên thanh nhạc tại Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam.[14][15]