Nguyễn Diệu Hoa sinh năm 1969 tại Hà Nội, đăng quang cuộc thi Hoa hậu Toàn quốc báo Tiền Phong lần thứ hai năm 1990 (tiền thân của cuộc thi Hoa hậu Việt Nam hiện nay). Khi đăng quang, Diệu Hoa đang là sinh viên năm thứ 4 khoa tiếng Nga của Đại học Ngoại ngữ Hà Nội.
Hoa hậu Nguyễn Diệu Hoa đúng chuẩn tiểu thư "cành vàng lá ngọc". Mẹ ruột chị là bác sĩ Đặng Nguyệt Bích. Ông ngoại chị là GS.BS danh tiếng Đặng Vũ Hỷ - chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực da liễu ở Việt Nam, người từng giành Giải thưởng Hồ Chí Minh. Bà ngoại của hoa hậu là bà Phạm Thị Thức, con gái quan Thượng thư bộ lại Phạm Quỳnh của triều đình Huế.
Không chỉ có vẻ đẹp quý phái, Diệu Hoa còn nổi tiếng là hoa hậu đa tài, thông thạo 5 thứ tiếng: Anh, Pháp, Nga, Ấn và Thái. Năm 2006, chị được ghi vào sách kỷ lục Việt Nam với tư cách "Hoa hậu thông thạo nhiều thứ tiếng nhất".
Sau khi đăng quang, Diệu Hoa tiếp tục theo đuổi con đường học vấn. Chị đã có bằng Thạc sĩ quản trị kinh doanh (MBA) tại Viện Công nghệ châu Á (AIT) ở Thái Lan. Hiện nay, Diệu Hoa đang làm Giám đốc kinh doanh cho một công ty nước ngoài.
Thời điểm đăng quang, Diệu Hoa được rất nhiều người hâm mộ, trong đó có một người đàn ông Ấn Độ - doanh nhân Maneesh Dane, sau này đã trở thành bạn đời của chị. Hai người đã có với nhau ba người con: Nguyễn Diệu My (sinh năm 1997), Nguyễn Diệu Ly (sinh năm 1998) và Nguyễn Hoàng Phi (sinh năm 2000).
Diệu My từng theo học tại Wharton Business School thuộc đại học Pennsylvania, một trong những cơ sở đào tạo về kinh doanh hàng đầu thế giới. Sau khi tốt nghiệp, Diệu My không về Việt Nam mà ở lại Mỹ phát triển sự nghiệp. Cô hiện làm việc cho một tập đoàn tài chính tại New York. Diệu Ly từng tốt nghiệp loại xuất sắc chuyên ngành Marketing - truyền thông của New York University. Sau khi tốt nghiệp, Diệu Ly đầu quân cho Google ở Singapore.
Hoàng Phi học ngành khoa học máy tính tại Washington University.
Diệu Hoa luôn biết cân bằng giữa cuộc sống và sự nghiệp. Sau nhiều năm kết hôn, vợ chồng chị vẫn dành cho nhau những tình cảm chân thành và nồng nhiệt.
Năm 2008, Diệu Hoa tham dự cuộc thi Hoa hậu Quý bà Thế giới - Mrs World và lọt vào top 5 người đẹp nhất.
Sau 34 năm đăng quang ngôi vị hoa hậu Việt Nam (năm 1990), nhan sắc hoa hậu Diệu Hoa hiện tại khiến khán giả ngỡ ngàng. Cô được khen rạng rỡ, trẻ trung, "không tuổi". Sự nghiệp thành công, cuộc sống hạnh phúc viên mãn của Hoa hậu Diệu Hoa trở thành niềm ngưỡng mộ của công chúng.